The breeding of winter grain fodder rye | Селекция зернофуражной озимой ржи

English. The use of rye grain for animal feeding is restricted by the presence of a large amount of water soluble pentosans, represented by arabinose and xylose being a part of nonstarch polysaccharides. The content of water soluble arabinixylans (WS-AX) in rye grain is 2-2.5 times higher as compared with that in other cereal grain. We have studied 400 samples of winter rye from VRIPI genofond. WS-AX content varies from 1.5 to 3.0% being insufficient to breed rye with low pentosan content in grain. At the same time rye populations were noticed to contain individual low pentosan plants (0.5-1.0%). Differentiation of rye populations on individual genotypes can be done by designed and presented in the article method, by which over 90 sources of low content of WS-AX were identified within populations of different varieties. These sources are suitable for usage in breeding. Preliminary anatomic-morphological research of rye grains with low WS-AX content showed pericarp thickness reduction to 40-50%. Wide range of biotypes in rye populations for portion of seed coat in a whole grain mass gives possibility to select tenuitegillate forms. Conjugacy of two factors – low WS-AX content and small coat thickness are mutually causal. This cause-and-effect relation allowed defining the strategy of rye breeding for low pentosan content. The strategy formula is "rye breeding to lower water soluble arabinixylan content in grains can be carried out by decreasing coat portion in seeds with improving chemical composition of endosperm". Decrease of coat portion in grains leads to growth of total and water-soluble arabinixylans and concurrently to increase of grain natural weight, protein, lipid and starch content, as well as to decrease in bran yield and increase in flour yield. Low content of water-soluble pentosans in rye grain does not worsen its baking qualities. It improves nutritional, biological and technological value of rye grains. Using this strategy breeding material suitable to form rye populations with low WS-AX content in grains was developed. With use of these materials 7 populations ("prevarieties") of winter forage rye were developed. Their seeds were sent to research institutions of Russian Federation for further reproduction, evaluation of feeding value, further tests and also for development of new direction in winter rye breeding

Russian. Использование зерна ржи на корм животным ограничено присутствием в нем большого количества водорастворимых пентозанов, представленных арабинозой и ксилозой, входящими в состав некрахмальных полисахаридов. Зерно ржи содержит в 2-2,5 раза больше водорастворимых арабиноксиланов (ВАК), чем зерно других зерновых культур. Изучено 400 образцов коллекции озимой ржи из генофонда ВИР. Размах изменчивости содержания ВАК находится в пределах 1,5-3,0%, чего недостаточно для селекции малопентозановой ржи. Однако популяции этой культуры содержат в своем составе единичные малопентозановые формы растений (0,5-1,0%). Предварительное анатомо-морфологическое изучение зерновки ржи с малым содержанием ВАК показало уменьшение толщины перикарпия на 40-50%. Большой размах биотипов в популяциях ржи по доле оболочек от массы всей зерновки открывает возможность для отбора «тонкопокровных» форм. Сопряженность факторов "малое содержание ВАК" и "малая толщина оболочек" взаимно обусловлена. Наличие такой связи позволило сформулировать стратегию селекции малопентозановой ржи: «Селекция ржи на снижение количества водорастворимых арабиноксиланов в зерне возможна путем уменьшения доли оболочек в составе зерновок при улучшении химического состава эндосперма». Снижение доли оболочек в составе зерновки одновременно с сокращением содержания общих и водорастворимых арабиноксиланов автоматически приводит к увеличению натуры зерна, содержания белка, жира и крахмала, уменьшению выхода отрубей и росту выхода муки. Низкое содержание водорастворимых пентозанов в зерне ржи не ухудшает его хлебопекарных качеств. Все это увеличивает питательную, биологическую и технологическую ценность зерна ржи. С использованием указанной стратегии получен селекционный материал, пригодный для формирования популяций ржи с малым содержанием ВАК в зерне. На его основе созданы 7 популяций (предсортов) зернофуражной озимой ржи. Их семена переданы в научно-исследовательские учреждения РФ для дальнейшего размножения, изучения кормовой ценности и последующего испытания, а также для развития нового направления в селекции озимой ржи