Determination of pentosan content in grain of winter rye of population varieties by different methods | Изучение содержания пентозанов в зерне популяционных сортов озимой ржи различными методами

English. The aim of the work was to determine the content of pentosan fraction in winter rye grain by different methods for further use in breeding programs and to select promising varieties with the high and low content of water-soluble pentosans (WSP) in grain. Different methods were used to determine the content of arabinoxylan fraction: chemical (micro method with orсin-chloride; determination of the kinematic viscosity of water extract (VWE), chromatographic (HPLC-RI system), spectral (spectroscopy of near-IR range of the spectrum (NIRS). Marusen'ka, Ivan and Ogonek varieties were characterized by the smallest amount of WSP and VWE, but the latter strongly varied over the years. Varieties Roksana, Tatarskaya 1, Pamyati Kunakbaeva can be distinguished by the high content of WSP and viscosity. Podarok variety had stable low viscosity; the amplitude of its variability was 14.1-18.3 cSt. The WSP indicator does not allow clearly differentiating the population varieties by the purpose of use at forage and baking ones. VWE expands the limits of sign variability, but its value is subjected to significant environmental variability. In some varieties VWE values differ several times (Ivan, Marusen'ka, Zilant), in other it is more stable (Podarok). The chemical method for determination of WSP amount using orcine-chloride gave the similar results with the chromatographic evaluation of arabinoxylans. Spectrometry in the near-red range as a method of quantitative evaluation requires verification on a larger panel of population varieties. VWE had no significant correlation with the amount of arabinoxylans determined by the chromatograph and the NIR analyzer. Probably, the viscous properties of the pentosan fraction are not correlated so much with the amount of arabinoxylan, but rather with their structure (molecular weight, aggregation with proteins) and properties (water absorption, solubility, the degree of polymerization).

Russian. Цель работы – изучить содержание пентозановой фракции в зерне озимой ржи различными методами для использования в селекционной практике и выделить перспективные сорта с высоким и низким содержанием водорастворимых пентозанов (ВРП). Для определения содержания арабиноксилановой фракции использовали следующие методы: химические – микрометод с использованием реактива орцин-хлорид, определение кинематической вязкости водного экстракта (ВВЭ); хроматографический – ВЭЖХ в системе HPLC-RI; спектральный – спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRS). Наименьшим количеством водорастворимых пентозанов и ВВЭ характеризовались сорта Марусенька, Иван и Огонек, при этом вязкость водного экстракта сильно варьировала по годам. Сорта Роксана, Татарская 1, Памяти Кунакбаева отличались высоким ВРП и были высоковязкими. Сорт Подарок имел стабильную невысокую вязкость, амплитуда изменчивости которой составляла 14,1-18,3 сСт. Показатель ВРП не позволяет четко дифференцировать популяционные сорта на кормовые и хлебопекарные. ВВЭ расширяет границы изменчивости признака, однако ее величина подвержена значительной средовой изменчивости. У одних сортов вариабельность ВВЭ достигает кратных размеров (Иван, Марусенька, Зилант), у других она более стабильна (Подарок). Химический метод определения количества ВРП дает сходные результаты с хроматографической оценкой арабиноксиланов. Спектрометрия в ближнем инфракрасном диапазоне как метод количественной оценки требует проверки на большей панели популяционных сортов. ВВЭ не имела существенной корреляции с количеством арабиноксиланов, определяемых на хроматографе и БИК-анализаторе. Вероятно, вязкие свойства пентозановой фракции связаны не столько с количеством арабиноксиланов, сколько с их структурой (молекулярной массой, агрегацией с белками) и свойствами (водопоглощением, растворимостью, степенью полимеризации).