KIS Ústecký kraj
Projekt Krajského informačního střediska pro rozvoj zemědělství a venkova Ústeckého kraje vznikl za podpory Ministerstva zemědělství

Kvalita bílkovin v zrnu pšenice

22/03/07

Zdroj: ÚZPI

jako odpověď na různou délku období před vymetáním v letech 1940, 1964 a 1994

Obsah bílkovin v zrnu pšenice je jeden z nejdůležitějších znaků a cílů při šlechtění za účelem vhodné pekařské kvality. Ale uvádí se, že typ a rovnováha mezi zásobními bílkovinami (gliadiny a gluteniny) je také velmi důležitá, možná důležitější než jen prostý obsah bílkovin.

Obecně platí, že moderní kultivary vykazují nižší obsah proteinů než jejich předchůdci, což znamená, že by šlechtění redukovalo kvalitu, zatímco zvyšuje výnos. Je jen málo informací o tom, jak a zda šlechtění ovlivňuje typ syntetizovaných bílkovin vytvářených v zrnech.

Studie „Citlivost typů proteinů ovlivňujících pekařskou kvalitu ke změnám v daném prostředí“ si všímá stability proteinů v kultivarech pšenice pěstovaných v různých obdobích vzhledem k rozdílům v délce trvání období před metáním a rozdílům v termínu výsevu. Sledovala se kombinace tří kultivarů pěstovaných v letech 1940, 1964, 1994 při dvou různě dlouhých obdobích od výsevu do metání. Rostliny tak byly vystaveny odlišné fotoperiodě během prodlužování stébla na poli. Moderní kultivary vykazují nižší obsah proteinů v zrnu než starší, a to 11 % oproti 14 %. Nebyl nalezen žádný vztah mezi obsahem bílkovin v zrnu a pekařskou kvalitou hodnocenou pomocí Zelenyho testu, který potvrdil, že typ proteinů je důležitější než prostý obsah proteinů v zrnu.

Gliadiny byly variabilnější než gluteniny, protože se lišily v závislosti na kultivaru a datu kvetení. Šlechtěním pšenice se zlepšuje stabilita a kvalita v odpovědi ke změnám v přírodních podmínkám během období před metáním, což je období, ve kterém se rozhoduje o výnosovém potenciálu. Pšenice je nejrozšířenější pěstovanou plodinou na světě. A její důležitost se dále zdůrazní, pokud hodnotíme bílkoviny spíše než jen produkci sušiny. Bílkoviny obsažené v zrnu pšenice jsou závislé na unikátních vlastnostech. Znaky pro pekařské použití jsou ovlivněny genotypem a prostředím. Následně jedna z nejdůležitějších obchodních vlastností (znaků) zrna je procentuelní zastoupení bílkovin.Výnos pšenice během posledního století výrazně vzrostl, většinou díky genetice. Ale moderní kultivary často vykazují nižší koncentraci bílkovin v zrnu než jejich předchůdci, což dává předpoklad nechtěného snížení kvality zrna, protože odrůdy jsou především šlechtěny na co nejvyšší výnos. To může být vysvětleno výrazným nárůstem biomasy zrna vzhledem k mnohem menšímu nárůstu akumulace dusíku.Výnos zrna je hlavně určován během období prodlužování stébla, a to jak u starých tak i nových kultivarů. Růst během této výjimečné fáze může být zásadní pro určení konečného výnosu. A následně koncentrace bílkovin v zrnu samotném nezbytně nepodmiňují kvalitu těsta, která je silně ovlivněna také rovnováhou mezi odlišnými typy gliadinů a gluteinů, jež mají výrazný vliv na elasticitu a tažnost těsta. Ve zvláštních přírodních podmínkách se zdá, že složení bílkovinných frakcí je ovlivněno především množstvím akumulovaného dusíku v zrnu. To je silně ovlivněno genetickými variacemi, zvláště frakcí gliadinů. Pouze omezené množství informací je však dostupných. Procentuální zastoupení bílkovin spolu se složením bílkovin v zrnu kultivarů bylo studováno vzhledem k odlišným obdobím a jejich vyššímu výnosovému potenciálu. Zdá se, že šlechtění pšenice redukuje koncentraci proteinů v zrnech jako následek zlepšeného výnosu. Není pravděpodobné, že by to bezpodmínečně ovlivňovalo kvalitu těsta a existuje hypotéza, že genetická zlepšení by měla modifikovat složení bílkovin v zrnu následně se změněnými znaky ke zlepšení výnosového potenciálu. Výnos je většinou určován během fáze prodlužování stébla a může pravděpodobně vyplynout v další ztráty v procentuelním zastoupení bílkovin, ačkoli v tomto případě s nevýraznými změnami ve frakcích bílkovin. Změny ve výnosu byly sledovány šlechtiteli výběrem delší fáze prodlužování stébla, což může být důvodem častého zhoršení kvality těsta. Cílem práce bylo určit citlivost kvality šlechtění pšenice vzhledem ke změnám v délce fáze prodlužování stébla u různých kultivarů pěstovaných v různých obdobích v Argentině.

Materiál a podmínky kultivace: experimentální pole 35 stupňů a 35 minut jižní šířky, 59 stupňů a 29 minut západní délky, 25 m. n. m. v roce 2000, půda – křemičitý jíl (120 kg N/ha, obsah fosforu – 21.2 ppm oxidu fosforečného). 1940: kultivar Eureka Ferrocaril Sur (EFS),1964: Buck Manantil (BM),1994: Pro Inta Puntal (PP). Tyto kultivary měly odlišnou výšku a tím i odlišný poměr sušiny mezi klasem a stébly během elongační fáze. Rychlejší vývoj před vymetáním byl způsobený časnějším kvetením jarovizovaných semen (4 °C během 50 dní) a delší světelnou fotoperiodou (o 6 hodin delší než normální fotoperioda). Pomalejší průběh fáze před metáním vyplývající v druhé období kvetení (F2) byl dosažen ze semen jarovizovaných při 4 °C během 15 dní bez delší fotoperiody. Koncentrace bílkovin byla měřena mikro Kjeldahlovou metodou, proteinové typy byly odlišeny pomocí SDS-PAGE. Gliadiny a gluteniny byly získány extrakcí ve 40% ethanolu.

Klimatické podmínky a fenologie: Trvání celkového vegetačního cyklu bylo podobné u všech kultivarů, u moderních kultivarů bylo mírně zkráceno. Jak bylo očekáváno, jarovizace a fotoperioda ovlivnila vývoj. Trvání metání bylo delší u F2 než u F1 (1660 a 1552 °C). Během období tvorby zrna byl zde trend k vyšší teplotě a záření u F2 (20 °C a 24 MJ . m–2).

Koncentrace bílkovin v zrnu: Existují výrazné rozdíly mezi kultivary v koncentraci bílkovin. Kultivary používané v roce 1940 vykazovaly nejvyšší obsah bílkovin (14 %), zatímco kultivary pěstované v roce 1994 vykazovaly nejnižší hodnotu (11 %). Byly zde také výrazné rozdíly v datu kvetení. Ale obsah bílkovin různých kultivarů neodráží rovnost ve změnách ve vývoji během fáze před metáním mezi novějšími a staršími kultivary, které vykazovaly vyšší citlivost než moderní kultivary (pokud spojení mezi kultivarem a datem kvetení bylo statisticky průkazné). Také ve sklizňovém indexu byly mezi kultivary rozdíly. Starší kultivary vykazovaly nižší hodnoty (0,34), zatímco moderní kultivary nejvyšší hodnoty (0,47). Žádný rozdíl však nebyl pozorován mezi datem kvetení a sklizňovým indexem. Uspořádání dusíku v zrnu bylo také ovlivněno kultivarem a datem kvetení, dusíkatý sklizňový index byl vyšší v nejnovějších kultivarech.

Typ bílkoviny: Nejsou rozdíly mezi kultivary v hodnotách Zelenyho testu. Ale existují rozdíly mezi datem, kdy došlo ke kvetení (F2 vykazovaly vyšší průměrné hodnoty než F1). Nebyl nalezen vztah mezi touto hodnotou a procentuelním zastoupení bílkovin při každém datu kvetení. Obsah bílkovin v zrnu v různých obdobích pro datum kvetení F1 a F2: 1940: F1 – 17,5 %, F2 – 11%,1964: F1 – 13,5 %, F2 – 10,5 %, 1994: F1 – 12,5 %, F2 – 10 %.