Влияние генов карликовости на хлебопекарные свойства пшеницы

Пшеница – основная сельскохозяйственная культура для населения планеты. Исследование ученых Мюнхенского технического университета и Института генетики растений, выявило, что экстремально карликовая пшеница уступает другим видам – полукарликовой, карликовой и дикой высокорослой –  по качеству клейковины. Это означает, что мука из нее хуже подходит для выпечки.

Внедрение генов карликовости –  Rht –  в пшеницу стало важным шагом в развитии сельского хозяйства в эпоху «Зеленой революции» в 1960-х годах. Эти гены уменьшают рост растений, снижая риск полегания, падения стеблей под тяжестью зерна, направляя больше энергии на формирование зерен, что приводит к увеличению урожайности. Сегодня более 70% сортов пшеницы, выращиваемых в мире, содержат хотя бы один из этих генов.

Белки клейковины

До сих пор оставалось неясным, влияют ли гены Rht на состав клейковины в зерне, помимо их известного воздействия на длину растения. 

Клейковина пшеницы состоит из глиадинов, отвечающих за эластичность, вязкость и размягчение теста, и глютенинов, придающих тесту упругость и прочность. Для высокого качества выпечки важно сбалансированное соотношение этих белков. Избыток глиадина приводит к слишком мягкому тесту, снижению объема хлеба и ухудшению его качества. 

Для изучения влияния генов Rht на состав клейковины, исследователи сравнили дикую высокорослую пшеницу с четырьмя линиями пшеницы, которые были почти идентичны, за исключением наличия генов Rht.

Что влияет на качество клейковины?

Исследования показали, что гены, отвечающие за умеренный рост пшеницы (Rht1, Rht2), практически не затрагивают качество клейковины. Однако гены, приводящие к сильному укорочению стебля (Rht3 и сочетание Rht2 + Rht3), ухудшают состав клейковины, изменяя баланс глиадинов и глютенинов. Это может негативно сказаться на качестве выпечки. 

Важно учитывать, что жаркая и влажная погода во время налива зерна также может ухудшить свойства клейковины. Следовательно, на состав клейковины влияют как генетические факторы, так и внешние факторы. В условиях меняющегося климата это усложняет задачу выведения сортов пшеницы с оптимальным составом клейковины.

На урожай пшеницы оказывает больше влияние качество семенного материала. Изучением и разработкой методов диагностики опасных фитопатогенов пшеницы занимаются в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора), в дальнейшем данные разработки применяют в аккредитованных лабораториях Россельхознадзора.

Источник: Sabrina Geisslitz et al, Semi‐Dwarfing Reduced Height Genes Hardly Influenced Gluten Protein Composition While Extreme Dwarfing Genes Decreased Glutenins in Wheat, Food Science & Nutrition (2025). DOI: 10.1002/fsn3.70649