Учёные Института цитологии и генетики СО РАН разработали новые гибриды твёрдой пшеницы и полбы с фиолетовыми зёрнами, которые могут стать основой для создания функциональных продуктов питания. Эти гибриды сочетают в себе повышенное содержание белка, антиоксидантов и устойчивость к заболеваниям.
Исследование проводилось в сотрудничестве с Всероссийским институтом генетических ресурсов растений и Институтом общей генетики РАН. Основная цель проекта — создание пшеницы, которая будет удобна для зернопереработки и обладает высокими питательными свойствами.
Первые отобранные линии уже переданы для полевых испытаний, и в будущем они могут стать основой для разработки новых сортов и продуктов из цельного зерна. Исследователи использовали фиолетовозёрную твёрдую пшеницу Ethiopian durum и две формы полбы Triticum dicoccum — голозёрный полбяно-пшеничный сорт Греммэ и плёнчатую полбу К-25516 из коллекции ВИР.
Полба была выбрана благодаря её высокому содержанию белка, микроэлементов, витаминов и антиоксидантов, а также повышенной устойчивости к патогенам и меньшей требовательности к агрохимической защите.
«Мы хотели не просто придать зерну фиолетовую окраску, но и передать ему гены устойчивости к заболеваниям, а также полезные свойства зерна, которые присущи полбе», — объяснила научный сотрудник сектора функциональной генетики злаков Института цитологии и генетики СО РАН, к.б.н. Елена Гордеева.
Первые гибриды показали хорошие результаты по уровню содержания антоцианов, однако имели значительные недостатки для сельскохозяйственного использования: низкую урожайность и склонность к плёнчатости, что затрудняло отделение зерен от оболочек во время уборки.
Для повышения качества материала команда осуществила возвратное скрещивание (беккроссирование): три лучших фиолетовозёрных гибрида были скрещены с высокоурожайным белозёрным сортом Греммэ, опять же голозёрным.
Затем была применена маркер-контролируемая селекция: использовались молекулярные маркеры в качестве «меток» в ДНК для отбора растений, содержащих доминантные аллели генов, отвечающих за окраску оболочки семян в фиолетовых оттенках. В процессе отбора также учитывались такие признаки, как голозёрность или полуголозёрность (легкость вымолачивания зерен), а также ряд агрономических показателей, включая размер и массу зерен.
За двухлетний период работы в тепличном комплексе была сформирована коллекция из 25 яровых линий пшенично-полбяных линий фиолетовой окраски: голозёрные, полуголозёрные формы, с содержанием белка в диапазоне 18–22%, а также вариациями по срокам созревания, размеру зерна, урожайности и антиоксидантной активности.
Эти линии объединяет высокая пищевая ценность без ущерба для хозяйственных признаков. Они могут стать перспективной основой для дальнейших селекционных работ по улучшению твёрдой пшеницы и созданию сортов, предназначенных для производства функциональных продуктов питания.
«Прежде всего, мы рассматривали в этом плане крупы и каши из цельного фиолетового зерна, в том числе по типу булгура, которые могут использоваться как элементы здорового рациона. Но в перспективе, можно создавать и сорта, которые обеспечат отечественных производителей макаронной продукции сырьем, не уступающим по качеству зарубежным аналогам», — отметила Елена Гордеева.
