Biochemical contents of highbush blueberry fruits grown in the Western Forest-Steppe of Ukraine

Received: October 26th, 2020 ; Accepted: February 2nd, 2021 ; Published: March 3nd, 2021 ; Correspondence: [email protected] study of the physical and consumption qualitative indices of the highbush blueberries (the cultivars ‘Reca’, ‘Elizabeth’ and ‘Bluegold’) in the Western Lisosteppe of Ukraine has shown that the biggest fruit mass was accumulated by the berries of two last mentioned vs (1.54–1.50 g respectively). ‘Bluegold’ has this indicator as the least variable (V = 10.6%). The accumulation of fruit mass of all studied cultivars was facilitated by a moderately humid period of their development in 2018 with a hydrothermal coefficient of 1.1–1.2. The favorable year for the intensive synthesis of the dry matter and soluble solids was 2017 when the precipitation amount did not exceed 44 mm. The biggest number of the mentioned substances during the research period was accumulated by fruits of ‘Reca’ - 17.48 and 13.24%, respectively. It was established that the dry matter content had high level of stability (V = 8.2%), and middle was for soluble solids (V = 19.5%). The amount of monosaccharides from which glucose and fructose were investigated in fruits varied from 6.11 (‘Bluegold’) to 7.85 (‘Reca’), it was slightly lower in ‘Elizabeth’ berries - 7.78%. ‘Bluegold’ fruits were characterized by high stability (B = 9.6%) of the biggest content of titrated acids among the studied cultivars (2.42%). The dry weather with low number of precipitation in 2017 (hydrothermal coefficient 0.3–0.4) was favourable for the accumulation of both the mentioned acids and vitamin C in fruits of highbush blueberries in the period of their formation and growth. The amount of ascorbic acid in fruits in the specified year varied from 20.00 mg 100 g -1 WM (‘Reca’) to 27.00 mg 100 g -1 WM (‘Elizabeth’) with an intermediate value of 22.50 mg 100 g -1 WM (‘Bluegold’). The latest of the mentioned varieties had the most constant index (V = 7.0%). The content of polyphenolic substances was slightly dependent on weather conditions during the period of fruit growth, the coefficients of variation were 6.2% (‘Reca’), 7.0% (‘Elizabeth’) and 5.8% (‘Bluegold’). The fruits of the last mentioned cultivars were characterized with the biggest anthocyanins and chalcones content (68 and 13 mg 100 g -1 WM, respectively). The substantial indirect dependence of the content of the nutritive substances and anthocyanins on the berry mass was revealed in the ‘Reca’ fruits

Нові лінії пшениці м'якої (triticum aestivum L.) Та тритикале (triticosecale wittmack ex a. Camus) озимого типу розвитку для умов лісостепу України

The data on the analysis of new  lines of common wheat and winter triticale hexaploid level by morphological characteristics, biochemical properties and markers grain created and studied during 2005–2019 are provided. in the conditions of the Forest-Steppe of Ukraine.A new breeding material of common wheat and winter triticale hexaploid level has been submitted for study to the National Center for  Genetic Resources Plant of Ukraine of the Рlant Production Institute nd. a. V.Ya. Yuryev of NAAS of Ukraine and is used by us in breeding tasks.The purpose and objectives of the study – to create and give an agroecological and selection and economic assessment of the new starting material of hexaploid level of winter triticale adapted to the conditions of the Forest-Steppe and Polissia Ukraine.Materials and methods. The breeding work was carried out in the educational and scientific research center of Bila Tserkva NAU in 2007–2017. The source material was the triticale varieties of winter of various ecological and geographical origin of domestic and foreign selection (Slavetne, Pshenychne, Chayan, DAU 5, Uragan, Ladne, Rarytet, Poliske 7, Adas, Woltario, etc.) provided on a contractual basis to the NCGRP of Ukraine of the Рlant Production Institute nd. a. V.Ya. Yuryev of NAAS. Hybridization was performed by the method of manual castration of maternal components and fueling by the «fuel-method» 2–3 days after castration. All observations and evaluations were carried out according to the according to generally accepted methodology according to generally accepted methodology. Mathematical-statistical data processing was carried out according to B.A. Dospekhov and using computer software Statistica-5.5 and Excel-2003.The discussion of the results. It is shown that new wheat lines: Donzorna 1005, Sviatdonivka 1007/05, Kyivopolka 1016, Polezoriana 1021, Flonormyra 1017/05, Zoroariyivka 1024/05, and triticale Trygorsyz give good results, given the consistently high consistently high winter tolerance and drought tolerance (8.5 points on average), plant productivity (average grain weight per ear 2.5 g, weight 1000 grains 50 g) and grain yield (average 5.8 t/ha ) and grain quality (protein content: in wheat grain – 14%, triticale – 10.8%) and flour (gluten content 27–29%, including triticale – 19%).According to the results of environmental testing in the central and northern Forest-Steppe, new genotypes formed such an average grain yield: Donzorna 1005 – 5.32 t/ha, Sviatdonivka 1007/05 – 5.59 t/ha, Kyivopolka 1016 – 5.89 t/ha, Polezoriana 1021/09 ’ 5.87 t/ha, Flonormyra 1017/05 – 6.77 t/ha, Zoroariyivka 1024/05 – 5.93, and triticale Trygorsyz – 5.17 t/ha.Analysis of electrophoresis of storage proteins showed that the new Donzorna line 1005/05 is characterized by the presence of recombinant wheat-rye translocation 1BL.1RS from the Caucasus type secalinam. In addition, the genetic marker 1BL.1RS was also noted in the lines KC 14-05 (UA0123342), Zoriana Nosovskaya (UA0110603), L 3-95 (UA0107961), L 41-95 (UA0108030), L 4639/96 (UA 0108163) , which are samples of the Ukrainian Plant Gene Pool, which indicates the possibility of their study in breeding and genetic programs for the use of reserve proteins controlled by the Gli-Al, Gli-R1 loci as genetic markers for identifying genotypes with recombinant 1RS and determining the frequency of recombination between shoulders 1RS as part of various translocations within the framework of tasks on the formation of recombinantly inbred wheat lines with high resistance to a series of stem rusts.Conclusions. The materials of the article reflect the results of the formation and study of a new source material of winter common wheat and triticale of hexaploid level, which was transferred in 2019 to study in National Center for Genetic Resources Plant of Ukraine of the Рlant Production Institute nd. a. V.Ya. Yuryev of NAAS of Ukraine in order to register and replenish the country's genetic bank with genotypes valuable for agroecological, breeding and economic traits for long-term selection and genetic research.Предоставлены данные по анализу морфологических признакам, биохимических свойств и маркеров новых линий пшеницы мягкой озимой и тритикале озимого гексаплоидного уровня, созданных и изученных в 2005–2019 гг. в условиях Лесостепи Украины. Новый селекционный материал передан на изучение в Национальный центр генетических ресурсов растений Украины Института растениеводства имени В.Я. Юрьева НААН Украины и используется нами в селекционных задачах.Цель и задачи исследования – создать и дать агроэкологическую и селекционно-хозяйственную оценку новому исходному материалу тритикале озимого гексаплоидного уровня, адаптированного к условиям Лесостепи и Полесья Украины.Материалы и методика. Селекционную работу проводили в учебно-научном исследовательском центре Белоцерковского НАУ в 2007–2017 гг. Исходным материалом были сорта тритикале озимого различного эколого-географического происхождения отечественной и зарубежной селекции (Славетне, Пшеничне, Чаян, ДАУ 5, Ураган, Ладне, Раритет, Поліське 7, Адась, Woltario и др.), предоставленные на договорной основе НЦГРРУ Института растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН. Гибридизацию выполняли способом ручной кастрации материнских компонентов и запыления «твэл-методом» через 2–3 суток после кастрации. Все наблюдения и оценки проводили по Международному классификатору СЭВ, Методическим указаниям ВИР и Методике квалификационной экспертизы. Статистическую обработку данных осуществляли по Б.А. Доспехову с использованием компьютерных программ Statistica 5.5 и Excel-2003.Обсуждение результатов. Новые линии пшеницы: Донзорна 1005, Святдонівка 1007/05 , Київополка 1016, Полезоряна 1021, Флонормира 1017/05, Зороаріївка 1024/05, и тритикале Тригорсиз хорошо зарекомендовали себя, учитывая стабильно высокую зимо- и засухоустойчивость (в среднем 8,5 баллов), продуктивность растений (в среднем масса зерна с колоса 2,5 г, масса 1000 зерен 50 г), урожайность зерна (в среднем 5,8 т/га), качество зерна (содержание белка: в зерне пшеницы – 14%, тритикале – 10,8%) и муки (содержание клейковины 27–29%, в т.ч. тритикале – 19%). По результатам экологического сортоиспытания в условиях центрального и северного регионов Лесостепи новые генотипы имели среднюю урожайность зерна: Донзорна 1005 – 5,32 т/га, Святдонівка 1007/05 – 5,59 т/га, Київополка 1016 – 5,89 т/га, Полезоряна 1021/09 – 5,87 т/га, Флонормира 1017/05 – 6,77 т/га, Зороаріївка 1024/05 – 5,93, тритикале Тригорсиз – 5,17 т/га. Анализ электрофореза запасных белков показал, что линия Донзорна 1005/05 характеризуется наличием рекомбинантной пшенично-ржаной транслокации 1BL.1RS с секалинами типа Кавказ. Кроме этого, генетический маркер 1BL.1RS отмечен и в линиях КС 14-05 (UA0123342), Зоряна Носовская (UA0110603), Л 3-95 (UA0107961), Л 41-95 (UA0108030), Л 4639/96 (UA 0108163), являющихся образцами Генофонда растений Украины. Это свидетельствует о возможности их изучения в селекционно-генетических программах по использованию запасных белков, контролируемых локусам Gli-Al, Gli-R1 как генетических маркеров для идентификации генотипов с рекомбинантными 1RS, а также для определения частоты рекомбинаций между плечами 1RS в составе различных транслокаций в рамках задач по формированию рекомбинантно-инбредных линий пшеницы с высокой устойчивостью к ряду рас стеблевой ржавчины.Выводы. В статье отображены результаты изучения нового исходного материала тритикале озимого и пшеницы мягкой озимой гексаплоидного уровня, который в 2019 году передан на изучение в Национальный центр генетических ресурсов растений Украины Института растениеводства имени В.Я. Юрьева НААН Украины с целью регистрации и пополнения генетического банка страны генотипами, ценными по агроэкологическим, селекционным и хозяйственным признаками для селекционно-генетических исследований на перспективу.Надано дані аналізу нових ліній пшениці м’якої озимої і тритикале озимого гексаплоїдного рівня за морфологічними ознаками, біохімічними властивостями і маркерами, створені та вивчені впродовж 2005–2019 рр. Ці нові лінії пшениці: Донзорна 1005, Святдонівка 1007/05, Києвополка 1016, Полезоряна 1021, Флонормира 1017/05, Зороаріївка 1024/05 та тритикале Тригорсиз добре зарекомендували себе як стабільно високо зимо- і посухостійкі (у середньому 8,5 балів), високопродуктивні (у середньому маса зерна з колоса 2,2 г, маса 1000 зерен 50 г), високоврожайні (в середньому 5,8 т/га) та з високою якістю зерна (вміст білка в зерні пшениці – 14 %, тритикале – 10,8 %) і борошна (вміст клейковини 27–29 %, у т.ч. тритикале – 19 %). За результатами екологічного випробування в умовах центрального і північного Лісостепу нові генотипи формували таку середню врожайність зерна: Донзорна 1005 – 5,32 т/га, Святдонівка 1007/05 – 5,59 т/га, Києвополка 1016 – 5,89 т/га, Полезоряна 1021/09 – 5,87 т/га, Флонормира 1017/05 – 6,77 т/га, Зороаріївка 1024/05 – 5,93, та тритикале – Тригорсиз – 5,17 т/га. За результатами електрофорезу запасних білків з’ясовано, що в нової лінії Донзорна 1005/05 наявною є рекомбінатна пшенично-житня транслокація 1BL.1RS з секалінами типу Кавказ. Крім цього, генетичний маркер 1BL.1RS виявлено і в ліній КС 14-05 (UA0123342), Зоряна Носівська (UA0110603), Л 3-95 (UA0107961), Л 41-95 (UA0108030), Л 4639/96 (UA 0108163), які є зразками Генофонду рослин України, Це дає можливість їх вивчення в селекційно-генетичних програмах з використання запасних білків, контрольованих локусами Gli-Al, Gli-R1 як генетичних маркерів для ідентифікації генотипів з рекомбінантними 1RS та визначення частоти рекомбінацій між плечами 1RS у складі різних транслокацій в рамках завдань з формування рекомбінантно-інбредних ліній пшениці з високою стійкістю до низки рас стеблової іржі. Новий селекційний матеріал передано на вивчення до Національного центру генетичних ресурсів рослин України Інституту рослинництва імені В.Я. Юр’єва НААН України та використовується нами в селекційних завданнях