Effect of weather conditions on the biochemical composition of grain of waxy maize lines | Влияние климатических условий на биохимический состав зерна линий восковидной кукурузы

English. The only Zea mays subspecies, namely waxy maize Zеа mays L. ssp. ceratina, has grain consisting entirely of amylopectin starch, which is a valuable raw material in the food and technical industries. The research purpose was to study the weather effect on the grain biochemical composition of waxy maize lines, as well as a possibility to combine high content of starch, protein and oil in grain and to identify new high-starch lines. The study was conducted at the Agricultural Research Center "Donskoy" in 2017–2023. The following biochemical parameters as content of starch, protein and oil in grain of 40 new waxy maize lines were studied. The Hydrothermal Coefficient (HTC) during the research years was within 0.32–0.88. The experimental data were processed using mathematical statistics methods and correlation analysis. The new self-pollinated lines differed in biochemical composition, including starch content, which ranged from 5.5 to 11.6%. As found, the starch content in the grain of waxy lines is negatively associated with the protein content (r=-0.30...- 0.53) and lipid content (r=-0.46...-0.62). The biochemical composition of the studied grain depended on the weather conditions. The starch content was found to be higher in moisture-rich years: the correlation coefficient between the maximum starch content and the amount of precipitation was 0.71, while between the maximum starch content and HTC – 0.78. The protein content was higher in dry years; this indicator negatively correlated with both the amount of precipitation (r = -0.30) and HTC (r = -0.42). A strong negative correlation was established between oil content and the amount of precipitation (r = -0.87), HTC (r = -0.84). New self-pollinated waxy maize lines (27/26, 25/95-2, 26/6, 26/8, 24/5) with a high starch content (68.5–69.2%) were identified. These lines are of practical interest for the creation of new waxy hybrids.

Russian. Единственный подвид кукурузы – восковидная (Zеа mays L. ssp. ceratina) – характеризуется тем, что его зерно полностью состоит из амилопектинового крахмала, являющегося ценным сырьем для пищевой и технической промышленности. Цель исследований – изучить влияние климатических условий на биохимический состав линий восковидной кукурузы, возможность совмещения у них высокого содержания крахмала, белка и жира для выделения новых высококрахмалистых линий. Исследования проведены в 2017–2023 гг. в ФГБНУ "АНЦ "Донской". У 40 новых линий восковидной кукурузы в динамике за годы изучены следующие биохимические показатели: содержание в зерне крахмала, белка и жира. ГТК в годы исследований находился в пределах 0,32–0,88. Обработка экспериментальных данных выполнена методами математической статистики и корреляционного анализа. Новые самоопыленные линии различались по биохимическому составу, в том числе по содержанию крахмала, размах варьирования показателей которого составил 5,5–11,6%. Установлено, что содержание крахмала в зерне у восковидных линий отрицательно сопряжено с содержанием белка (r=-0,30…-0,53) и жира (r=-0,46…-0,62). Биохимический состав восковидных линий зависел от климатических условий лет проведения эксперимента. Выявлено, что во влагообеспеченные годы содержание крахмала в зерне было выше: коэффициент корреляции между максимальным содержанием крахмала и количеством осадков составил 0,71, а гидротермическим коэффициентом – 0,78. Содержание белка оказалось выше в засушливые годы и отрицательно коррелировало с количеством атмосферных осадков (r= -0,30) и ГТК (r = -0,42). Сильная отрицательная зависимость установлена между содержанием жира и количеством осадков (r = -0,87), ГТК (r = -0,84). Выделены новые самоопыленные линии (27/26, 25/95-2, 26/6, 26/8, 24/5) восковидной кукурузы с высоким содержанием крахмала (68,5–69,2%), представляющие практический интерес для создания новых восковидных гибридов.