Генофонд кормовой сои в коллекции ВИР

Генофонд кормовой сои в коллекции ВИР

Источник: Маргарита Вишнякова, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, руководитель отдела Марина Бурляева, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Ирина Сеферова, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР)»

Коллекция сои во Всероссийском институте растениеводства самая большая в Европе. В ней содержится мировое разнообразие генофонда данной культуры и ее диких родичей. Большая изменчивость признаков определяет использование коллекции в качестве исходного материла для разных направлений селекции, в том числе для создания кормовых сортов.

Определены признаки-индикаторы для выделения из коллекции соответствующего исходного материала. Рассмотрены перспективы использования современных методов создания исходного материала для кормовых сортов целевого использования, в том числе для аквакультуры.

Коллекция сои в ВИР содержит 7,5 тыс. образцов. Это преимущественно сорта научной селекции (45,9 %), селекционные линии (40,3 %), местные сорта (8,3 %) и дикие виды (5,5 %). Первые поступления в коллекцию произошли более 100 лет назад. Сегодня в ней представлены образцы сои из 71 страны мира.

За время существования коллекции была изучена внутривидовая изменчивость морфологических, биологических, агрономических и биохимических признаков сои. Выявлена дифференциация генофонда, которая играет большую роль в использовании его в качестве исходного материала для селекции. Изучение коллекции осуществляется в различных эколого-географических условиях, что позволяет выявить размах изменчивости признаков, в том числе и селекционно значимых. Генетическое разнообразие материала, хранящегося в коллекции, значительно, о чем свидетельствуют границы значений изменчивости признаков:

  • продолжительность периода созревания: 80–150 дней и более;
  • окраска семян: от белого через различные градации желтого, зеленого, коричневого до черного цвета;
  • размер семян (масса 1000 семян): 70 – 500 граммов;
  • содержание белка в семенах: 20–55 %; • содержание масла в семенах: 13,8 – 29,7 %;
  • содержание ингибиторов протеиназ в семенах (TIA и CHIA): 18,2–42,8 мг/г;
  • содержание белка в зеленой массе: 6,5 – 23,3 %;
  • продуктивность зеленой массы: 55,0 – 1035,0 г/растение.

Таблица. Значения признаков продуктивности, качества семян и зеленой массы кормовых сортов сои в условиях Краснодарского края

120396598123581237521863895612893

Согласно Государственному реестру селекционных достижений за 2017 год, до хозяйственного использования допущено 223 сорта сои. Но разграничивать эти сорта по двум основным направлениям использования – зерновое и кормовое – не принято.

Между тем практика кормопроизводства свидетельствует не только о необходимости выделения самостоятельной категории зелено-кормовых сортов, но и о целесообразности ее деления на группы более узкого целевого использования – по типу скармливания, а именно: сенного, силосного, зеленоукосного. Технологии заготовки и использования каждого из этих видов кормов различны и требуют соответствующего материала. Непременными качествами для всех кормовых сортов должны быть высокое содержание белка, минеральных веществ и витаминов. Полиморфизм кормовых сортов сои определяется качественными
(тип роста, габитус растений и др.) и количественными признаками (толщина стебля, число ветвей, листьев и узлов на растении, масса листьев и их размер и др.).
Выбор из этого разнообразия образцов с требуемыми характеристиками основан на знании закономерностей изменчивости и взаимосвязи их хозяйственно-биологических признаков в различных условиях среды и признаков, определяющих накопление вегетативной массы. К примеру, зеленоукосные сорта должны быть относительно высокорослыми, с негрубой и богатой протеином, сахарами, минеральными веществами и витаминами зеленой массой, способными к интенсивному ее наращиванию после скашивания, медленно грубеющими стеблями. Сорта, используемые на сено и травяную муку, должны отличаться высоким выходом сухих веществ и белка, тонкими, но не полегающими ветвями, высокой ветвистостью, облиственностью, слабой опушенностью и т. д. Выращивание сои на зеленую массу возможно не только в зонах производства соевого зерна, но и значительно севернее.

При изучении сои в Краснодарском крае сильная изменчивость признаков продуктивности и качества наблюдалась в пределах всех групп по типу скармливания  (табл.). Это свидетельствует о необходимости систематической оценки материала, поступающего в коллекцию, чтобы выявлять в нем источники признаков, нужных для селекции.

В запасных белках семян сои 70 % составляют две фракции: глицинин (11S) и β-конглицинин (7S). Известен значительный полиморфизм сортов сои по содержанию белков этих фракций. К настоящему времени сделано заключение о возможности селекции на преобладание той или иной фракции и даже ее субъединиц без снижения общего количества белка в зерне. Это может быть полезно как для производства молока, тофу, соевых текстуратов, так и для определения тактики кормопроизводства, так как сорта, содержащие больше конглицинина, более удовлетворяют требованиям откорма свиней, в то время как крупному рогатому скоту более необходимы глицининовые фракции. В наши дни уже возможен молекулярный скрининг по выявлению изменчивости содержания этих фракций в генофонде сои, поскольку семейства генов, определяющих эти белки, хорошо известны, изучена их геномная организация, найдены и картированы локусы количественных признаков. Эта, по существу, глубоко прикладная задача должна быть решена методами молекулярной генетики, но, к сожалению, пока еще не получила развития в нашей стране.

Следует признать, что в России еще недостаточно развито научно обоснованное использование сои для такого интенсивно развивающегося направления народного хозяйства, как аквакультура. Между тем накоплено множество данных о преимуществах соевого белкового концентрата при кормлении рыбы по сравнению с рыбной мукой, но в комбикормах для рыб в отечественном кормопроизводстве используют в основном лишь соевый шрот. Известно, что многие виды морских рыб требуют наличия в корме 40–55 % сырого протеина и до 30 % жира, чему почти соответствуют продукты из полножировой сои. Отечественными
исследователями показано, что полножировую сою для кормления рыб нужно использовать после термической обработки (экструзии, тостирования),  инактивирующей антипитательные соединения. Однако наряду с пониманием того, что соя может быть альтернативным стабильным источником белка и жира для  рыбных кормов, еще нет представления о том, какие сорта оптимальны для этой цели. В США развернуты масштабные исследования по этому вопросу, и уже очевидно, что качество продуктов зависит от сорта сои. Вместе с поиском соответствующих сортов разрабатываются и генетические стратегии изменения метаболических путей, увеличивающих синтез полиненасыщенных жирных кислот, а также высокоценных каротиноидов в семенах сои.

Резюмируя, можно утверждать, что коллекция ВИРа может удовлетворить нужды селекционеров по созданию кормовых сортов сои для любых целей. Она репрезентативно отражает мировой генофонд, изучена и классифицирована по комплексу признаков.

Место для вашей рекламы

Возможно, вам это будет интересно