Хромосомные технологии в селекции зерновых культур | НАУКА И ИННОВАЦИИ

Современная селекция растений использует целый комплекс методов, основанных на последних достижениях множества биологических наук,
среди которых одно из ключевых мест занимает цитогенетика. Разработанные цитогенетиками подходы к манипулированию генетическим материалом клетки заложили методические основы хромосомной инженерии и значительно расширили возможности целенаправленного преобразования генетической структуры культурных видов растений.
Термин «хромосомная инженерия» был введен в обиход американским ученым Эрнестом Сирсом и впервые озвучен в его знаменитой статье «Хромосомная инженерия пшеницы», опубликованной в материалах Стадлеровского симпозиума. Согласно трактовке автора, он означает перенос сегментов чужеродных хромосом, несущих отдельные желаемые гены, в хромосомы пшеницы [1]. По мере разработки этого направления содержание понятия «хромосомная инженерия» было расширено и сейчас включает манипуляции хромосомным составом растений на уровне целых геномов, отдельных хромосом и их сегментов с целью увеличения генетического разнообразия культурных видов.

Наибольшее применение хромосомные технологии нашли в генетико-селекционных программах по зерновым культурам. Возможность манипуляций генетическим материалом клетки методами хромосомной инженерии основана на сходстве у представителей трибы Triticeae (к которой относятся важнейшие зерновые культуры) групп сцепления, обусловленном происхождением от общего предка. Значительная коллинеарность генетических карт родственных таксонов обеспечивает эффект компенсации при взаимозамещении хроматина в пределах группы сцепления, причем величина этого эффекта тем больше, чем ближе филогенетическое родство донора и реципиента генетического материала.
В зависимости от ожидаемого эффекта компенсации выбирается и стратегия переноса чужеродного генетического материала. Когда донором чужеродного хроматина являются близкородственные виды, возможен перенос целых хромосом путем создания замещенных и дополненных форм. Когда же источник интересующих нас генов — отдаленные сородичи, размер интрогрессии должен быть сведен до минимума, что достигается индукцией гомеологичного спаривания с последующей рекомбинацией генетического материала и образованием межгеномных транслокаций хромосом. В случае филогенетически отдаленных видов применяются также манипуляции на уровне целых геномов, результатом которых является создание амфидиплоидов. Такие формы, как правило, служат промежуточным звеном при реконструкции кариотипа, однако известны примеры непосредственного практического использования амфидиплоидов. Самый яркий из них — тритикале.
Объединение в одном организме генетических потенциалов пшеницы и ржи привело к созданию культуры, которая по показателям урожайности и питательной ценности превосходит обоих родителей, а по устойчивости к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям не уступает ржи. В то же время тритикале не лишены недостатков, главный из которых — низкие хлебопекарные качества. Он может быть устранен с помощью методов хромосомной инженерии за счет введения в кариотип гексаплоидных тритикале хромосом D-генома пшеницы, несущих глиадинкодирующие локусы высокой селекционной значимости. При этом наиболее желаемым способом такой интрогрессии является замещение хромосомами D-генома соответствующих гомеологов А- или В-геномов пшеницы при сохранении полного набора хромосом ржи [2, 3].
Сотрудниками лаборатории хромосомной инженерии растений Института генетики и цитологии НАН Беларуси выполнен цикл научных исследований по созданию и изучению гексаплоидных тритикале с различным качественным и количественным составом D(A)- и D(B)-замещений хромосом (рис. 1, 2) [4]. В ходе экспериментов получены данные, свидетельствующие о перспективности синтеза для селекционных целей гексаплоидных тритикале с множественными интрогрессиями хромосом D-генома пшеницы [5]. Показано, что формы, содержащие 3—4 межгеномных замещения, по сравнению с формами с одиночными замещениями и обычными тритикале имеют более высокое содержание белка и улучшенное качество клейковины, а также характеризуются высокой цитологической стабильностью и, как следствие, устойчиво сохраняют в своем кариотипе интродуцированные хромосомы D-генома в ряду последующих поколений (рис. 3, 4).
Поскольку интрогрессия хромосом D-генома может влиять также на экспрессию генов, контролирующих другие хозяйственно ценные признаки, на линейном материале нами были изучены генетические эффекты различных типов модификаций ядерного генома тритикале на формирование таких показателей, как длина колоса, число колосков и цветков в нем, количество завязавшихся зерен, масса 1 тыс. зерен. Проведенный анализ выявил негативное влияние отдельных интрогрессий на исследуемые признаки. Установлено, что присутствие в кариотипе гексаплоидных тритикале 6D(6B)-замещения хромосом отрицательно сказывается на продуктивности колоса, однако отмеченный эффект не связан с интрогрессией в геном хромосомы 6D, а является следствием отсутствия в их кариотипе пары хромосом 6В. Исходя из этого, интрогрессию в кариотип гексаплоидных тритикале хромосомы 6D предпочтительнее осуществлять в виде 6D(6А)-замещения. Показано также, что введение в кариотип 6х-тритикале хромосомы 4D приводит к статистически достоверному увеличению длины колоса, но положительной корреляции между этим признаком и продуктивностью колоса не выявлено. К тому же у исследованных форм наблюдалось увеличение высоты растения и, как следствие, склонность к полеганию.
В результате был сделан вывод о необходимости учитывать при разработке стратегии реконструкции кариотипа тритикале как эффекты интродуцированных хромосом, так и последствия удаления из кариотипа соответствующих гомеологов.
В связи с тем что в большинстве случаев введенные в кариотип чужеродные хромосомы помимо целевого локуса содержат нежелательные гены, снижающие практическую ценность интрогрессивных форм, современная стратегия хромосомно-инженерных работ направлена на сокращение размеров интрогрессий путем получения межгеномных транслокаций хромосом. Метод получения межгеномных транслокаций основан на индукции спаривания между родительским и чужеродным гомеологами и последующей рекомбинации генетического материала. Закономерности данного процесса изучены нами на примере тетраплоидных пшенично-ржаных амфидиплоидов. Характерный для них высокий уровень гомеологичного спаривания и, как следствие, большое число различного типа межгеномных транслокаций позволяют использовать данные формы в качестве генетического «мостика» для переноса сегментов чужеродных хромосом. Традиционно тетраформы содержат в пшеничном компоненте кариотипа смесь хромосом А- и В-геномов, между тем с геномом ржи могут комбинироваться геномы T.monococcum, Aegilops или пырея, что значительно расширяет спектр возможных межгеномных рекомбинаций [6, 7].
На основании данных, полученных в ходе изучения рекомбинантных форм пшенично-ржаных гибридов, были предложены эффективные технологии создания сортов тритикале продовольственного назначения с использованием хромосомно-инженерных подходов и молекулярно-цитогенетического маркирования материала. Эти технологии реализуются на практике в рамках ГП «Инновационные биотехнологии». Лучшие рекомбинантные формы гексаплоидных тритикале уже переданы в НПЦ НАН Беларуси по земледелию для включения в процесс интрогрессивно-рекомбинационной
селекции.
На решение проблемы обогащения генофонда тритикале направлены также работы по созданию нового типа ржано-пшеничных гибридов — секалотритикум, у которых цитоплазма пшеницы замещена на цитоплазму ржи. Предполагается, что такая замена приведет к усилению экспрессии ржаного компонента у данных гибридов и откроет новые возможности для наращивания адаптивного потенциала, пластичности и устойчивости тритикале к биотическим и абиотическим факторам внешней среды. В лаборатории предложен эффективный способ получения секалотритикум, изучены механизмы формирования их гибридного генома и особенности проявления хозяйственно ценных признаков [8]. Практическим итогом проведенных исследований стала разработка комплексной технологии создания и селекции ржано-пшеничных амфидиплоидов (рис. 5). Выделенные в ходе ее реализации стабильные формы секалотритикум используются в качестве исходного материала для рекомбинационной селекции на продуктивность и устойчивость гетероплазматических тритикале.
Совместно с НПЦ НАН Беларуси по земледелию начаты работы по экспериментальному созданию полиплоидных форм озимой ржи (RRRR, 2n = 28) с использованием хромосомных технологий [8]. За прошедший период получены и включены в селекционный процесс тетраплоидные аналоги ряда белорусских сортов диплоидной озимой ржи (Заречанская зеленоукосная, Юбилейная, Алькора, Плиса, Зарница и др.), исследуются особенности формирования ржаного полигенома. Поскольку для максимального сохранения на тетраплоидном уровне высокой гетерогенности исходной популяции диплоидной ржи (в связи с перекрестным способом опыления) требуется массовое получение тетраформ, активная работа в этом направлении будет продолжена.
Очевидно, что хромосомные технологии существенно расширяют горизонты селекции, однако необходимым условием их успешного внедрения в практику является укрепление и дальнейшее развитие сотрудничества цитогенетиков и селекционеров. Такой творческий союз позволит значительно ускорить процесс обогащения генофонда зерновых культур, что создаст предпосылки для устойчивого прогресса в их селекции

Калорийность Рожь, зерно цельное необработанное. Химический состав и пищевая ценность. Рожь, зерно цельное необработанное богат такими витаминами и минералами, как: витамином B1 — 29,3 %, витамином B2 — 11,1 %, витамином B5 — 20 %, витамином B6 — 20,5 %, витамином B9 — 13,8 %, витамином E — 18,7 %, витамином H — 12 %, витамином PP — 17,5 %, калием — 17 %, кремнием — 283,3 %, магнием — 30 %, фосфором — 45,8 %, железом — 30 %, кобальтом — 76 %, марганцем — 138,5 %, медью — 46 %, молибденом — 25,7 %, селеном — 46,9 %, хромом — 14,4 %, цинком — 17 %
  • Витамин В1 входит в состав важнейших ферментов углеводного и энергетического обмена, обеспечивающих организм энергией и пластическими веществами, а также метаболизма разветвленных аминокислот. Недостаток этого витамина ведет к серьезным нарушениям со стороны нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.
  • Витамин В2 участвует в окислительно-восстановительных реакциях, способствует повышению восприимчивости цвета зрительным анализатором и темновой адаптации. Недостаточное потребление витамина В2 сопровождается нарушением состояния кожных покровов, слизистых оболочек, нарушением светового и сумеречного зрения.
  • Витамин В5 участвует в белковом, жировом, углеводном обмене, обмене холестерина, синтезе ряда гормонов, гемоглобина, способствует всасыванию аминокислот и сахаров в кишечнике, поддерживает функцию коры надпочечников. Недостаток пантотеновой кислоты может вести к поражению кожи и слизистых.
  • Витамин В6 участвует в поддержании иммунного ответа, процессах торможения и возбуждения в центральной нервной системе, в превращениях аминокислот, метаболизме триптофана, липидов и нуклеиновых кислот, способствует нормальному формированию эритроцитов, поддержанию нормального уровня гомоцистеина в крови. Недостаточное потребление витамина В6 сопровождается снижением аппетита, нарушением состояния кожных покровов, развитием гомоцистеинемии, анемии.
  • Витамин В9 в качестве кофермента участвуют в метаболизме нуклеиновых и аминокислот. Дефицит фолатов ведет к нарушению синтеза нуклеиновых кислот и белка, следствием чего является торможение роста и деления клеток, особенно в быстро пролифелирующих тканях: костный мозг, эпителий кишечника и др. Недостаточное потребление фолата во время беременности является одной из причин недоношенности, гипотрофии, врожденных уродств и нарушений развития ребенка. Показана выраженная связь между уровнем фолата, гомоцистеина и риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.
  • Витамин Е обладает антиоксидантными свойствами, необходим для функционирования половых желез, сердечной мышцы, является универсальным стабилизатором клеточных мембран. При дефиците витамина Е наблюдаются гемолиз эритроцитов, неврологические нарушения.
  • Витамин Н участвует в синтезе жиров, гликогена, метаболизме аминокислот. Недостаточное потребление этого витамина может вести к нарушению нормального состояния кожных покровов.
  • Витамин РР участвует в окислительно-восстановительных реакциях энергетического метаболизма. Недостаточное потребление витамина сопровождается нарушением нормального состояния кожных покровов, желудочно- кишечного тракта и нервной системы.
  • Калий является основным внутриклеточным ионом, принимающим участие в регуляции водного, кислотного и электролитного баланса, участвует в процессах проведения нервных импульсов, регуляции давления.
  • Кремний входит в качестве структурного компонента в состав гликозоаминогликанов и стимулирует синтез коллагена.
  • Магний участвует в энергетическом метаболизме, синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием для мембран, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия. Недостаток магния приводит к гипомагниемии, повышению риска развития гипертонии, болезней сердца.
  • Фосфор принимает участие во многих физиологических процессах, включая энергетический обмен, регулирует кислотно-щелочного баланса, входит в состав фосфолипидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, необходим для минерализации костей и зубов. Дефицит приводит к анорексии, анемии, рахиту.
  • Железо входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов. Участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окислительно- восстановительных реакций и активацию перекисного окисления. Недостаточное потребление ведет к гипохромной анемии, миоглобиндефицитной атонии скелетных мышц, повышенной утомляемости, миокардиопатии, атрофическому гастриту.
  • Кобальт входит в состав витамина В12. Активирует ферменты обмена жирных кислот и метаболизма фолиевой кислоты.
  • Марганец участвует в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Недостаточное потребление сопровождается замедлением роста, нарушениями в репродуктивной системе, повышенной хрупкостью костной ткани, нарушениями углеводного и липидного обмена.
  • Медь входит в состав ферментов, обладающих окислительно-восстановительной активностью и участвующих в метаболизме железа, стимулирует усвоение белков и углеводов. Участвует в процессах обеспечения тканей организма человека кислородом. Дефицит проявляется нарушениями формирования сердечно-сосудистой системы и скелета, развитием дисплазии соединительной ткани.
  • Молибден является кофактором многих ферментов, обеспечивающих метаболизм серусодержащих аминокислот, пуринов и пиримидинов.
  • Селен — эссенциальный элемент антиоксидантной системы защиты организма человека, обладает иммуномодулирующим действием, участвует в регуляции действия тиреоидных гормонов. Дефицит приводит к болезни Кашина-Бека (остеоартроз с множественной деформацией суставов, позвоночника и конечностей), болезни Кешана (эндемическая миокардиопатия), наследственной тромбастении.
  • Хром участвует в регуляции уровня глюкозы крови, усиливая действие инсулина. Дефицит приводит к снижению толерантности к глюкозе.
  • Цинк входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и в регуляции экспрессии ряда генов. Недостаточное потребление приводит к анемии, вторичному иммунодефициту, циррозу печени, половой дисфункции, наличию пороков развития плода. Исследованиями последних лет выявлена способность высоких доз цинка нарушать усвоение меди и тем способствовать развитию анемии.
ещескрыть

Полный справочник самых полезных продуктов вы можете посмотреть в приложении «Мой здоровый рацион».

Рожь – описание и сорта, состав и калорийность, польза и применение рожь

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Когда моя мама была маленькой, она любила играть в «бедненьких».

Она сама придумала эту игру, благо, у нее для этого были все условия – до 6 лет она жила на Севером Урале, в маленьком домике, который граничил с дремучим лесом. До ближайшего магазина было далековато, а потому еда была самая простая, и моя бабушка сама пекла хлеб, часто ржаной.

Так вот, мама, будучи девочкой, отрезала себе ломоть хлеба, солила его, брала луковичку и ела, представляя, что она – бедная крестьянка, у которой нет другой еды. Про эту игру она рассказала мне, городскому ребенку, и я охотно переняла эстафету.

Брала магазинный черный хлеб, солила его, иногда поливала сверху подсолнечным маслом или натирала зубчиком чеснока и изображала сама для себя крестьянскую бедноту. 🙂 Конечно, я была маленькой и не понимала тогда, насколько горестное положение было у бедняков…

Кстати, горбушка «черного» хлеба, натертого половинкой чесночины с солью – любимое лакомство многих советских и постсоветских ребятишек. Ели такое? Бывает, сделаешь себе такую красоту и сидишь на лавочке во дворе жуешь, а самые экстремальные ребята умудрялись с таким лакомством бегать по двору, играть в прятки, догонялки или лазать по деревьям.

У нас ржаной хлеб всегда покупался к борщу. Особенно восхитительно было такое сочетание летом, когда первое блюдо готовилось из свежих овощей, с огромным количеством зелени и вприкуску с молодым чесноком.

Тогда «черные» хлебные ломти очень гармонично дополняли вкус борща. В детстве он, увы, был мясным, а сейчас я продолжаю эту традицию в своей собственной семье, но уже с вегетарианским блюдом и домашним хлебом на закваске или на сыворотке.

Периодически, когда катастрофически не хватает времени на домашнюю выпечку, я покупаю такой хлебушек в местном экомагазине. У нас в городе его делают очень хорошие люди вот уже много лет. Их ассортимент включает «белый», «серый» и «черный» хлеб как в виде буханок, так и в форме багетов. Причем ржаной есть двух видов – с изюмом и без него.

Помню тот день, когда я поехала с подругой на ее собеседование, а своих сыновей оставила с ее мамой.

Пока я ее ждала, зашла в магазинчик неподалеку и увидела там впервые этот хлеб – изюмный, купила его и, как в детстве, буквально проглотила половину булки.

Когда подруга освободилась, мы взяли еще пару буханок и повезли к ней домой. Ее мама ела этот ароматный свежий сладкий хлебушек и говорила, что он вкуснее пирожного. И теперь, когда хочется сладенького, мы идем не в кондитерскую, а за этим «черным» хлебом! 😉

Еще помню, после отравлений или когда просто болел живот, папа сушил нам с братом кусочки ржаного хлеба в духовке. Ничего другого было нельзя, а эти сухарики, пожалуйста, хоть грызи, хоть рассасывай. Папа, кстати, до сих пор их делает себе время от времени в качестве лакомства – посыпает солью, иногда натирает чесноком.

Рожь в виде хлеба прочно вошла в жизнь каждой семьи. Она имеет и ярых поклонников, и недоброжелателей, а еще есть люди, которые относятся к этому злаку очень ровно. Я, пожалуй, не являюсь фанаткой ржи, но и не сторонюсь ее, как огня. Выбрала для себя нечто среднее – ем по настроению, которое бывает не слишком часто и под определенные блюда. А вы как относитесь к героине моей сегодняшней статьи?

Пока вы отвечаете на этот вопрос в комментариях, я, пожалуй, перейду к ботаническому описанию ржи.

К содержанию

Содержание

Пищевая ценность и состав ржи

Пищевая ценность на 100 г

Витамины и минералы pH
B7, E, B3, B5, B1, B6, B2, β, K, P, Mg, S, Ca, Cl, Fe, Zn Кислотный

Рожь ощелачивает ваш организм, так как имеет кислотный pH 4,3 — 5,5.

К содержанию

Описание ржи

РожьРожь

Рожь – это целый род однолетних или многолетних травянистых растений, входящих в семейство Злаки (или, как их еще называют, Мятликовые) и в трибу Пшеницевые, к которой относятся и ячмень, и пшеница, и загадочные житняк, колосняк, пырейник, мортук.

Всего на планете существует 9 видов ржи, причем часть из них – культурные, а часть – дикорастущие. Примечательно, что в диком виде это растение живет несколько лет, а в «одомашненном» – максимум два года.

Нас интересует, в первую очередь, посевная или культурная рожь, которая на латыни звучит, как Secále cereále. Она может быть и однолетней, и двухлетней, и озимой (той, которую сеют осенью), и яровой (такую засевают весной).

У ржи мочковатая корневая система, которая может прорастать в землю на глубину до двух метров. Это растение отлично живет на песчаных почвах, а благодаря своей активности добывает себе пропитание даже из соединений, которые с трудом поддаются растворению.

Также рожь отличается повышенной кустистостью и может давать, в зависимости от разновидности и условий произрастания, от 4 до 90 (!) побегов. Они представляют собой полые соломинки цилиндрической формы с несколькими узлами, которые препятствуют полеганию побегов, а, если оно случилось, то способствуют их выпрямлению. Стебли могут вытягиваться от 70 сантиметров до 2,5 метров в высоту, но чаще всего их рост не превышает метра.

Ржаная листва имеет ланцетовидную форму, окрашена в глубокий зеленый цвет и часто бывает покрыта восковым налетом, хотя на ощупь шероховата.

Каждая ржаная соломинка оканчивается колосом (в форме призмы, веретена или эллипса), состоящим из стержня и мелких колосков – члеников. Их длина определяет разновидность колосьев – рыхлые, среднеплотные или плотные. Культурные формы растения отличаются неломкими колосками, тогда как у диких ржаных побегов они легко ломаются.

Внутри каждого членика скрываются удлиненные или овальные семена, которые называют зерновками. Их длина варьируется от 5 до 10 миллиметров, а ширина – от 1,5 до 3,5. Они могут быть открытыми, закрытыми чешуйками или промежуточными.

Ржаные зерна разнообразны по цвету – встречаются и белые, и желтые, и зеленые, и коричневые, и фиолетовые. Когда зерна созревают, то буквально выпрыгивают из своих колосков.

История возникновения ржи

По сравнению со своими древними братьями и сестрами (пшеницей, рисом, ячменем) рожь, можно сказать, совсем еще девчонка. 😀 Она появилась в рационе людей относительно недавно – лишь в бронзовом веке. Ржаные зерна были найдены на скифских предметах, датируемых IX-III веками до наступления нашей эры.

Причем большинство исследователей сходится во мнении, что сегодняшняя культурная форма ржи произошла от своей дикорастущей родственницы под названием Secale segetale. Эта «дикарка» широко распространена в юго-западных азиатских государствах. Там она вовсе не была в почете, так как мешала расти уже одомашненным пшенице и ячменю.

Ученые полагают, что дикая рожь начала конкурировать с пшеницей и, в результате, эволюционировала – повысила, так сказать, свой культурный уровень, и сама стала очень даже культурной.

Хотя изначально она встречалась лишь в виде примеси в пшеничных и ячменных зернах. На Русь и в страны Западной Европы это растение попало предположительно через Кавказ. А на север она начало продвигаться тогда, когда люди заметили его морозоустойчивость и неприхотливость.

Получалось забавно – земледельцы переносили в северные земли пшеничные посевы, чтобы спасти их от преследования «дикарки»-ржи, а она все равно догоняла.

Вот только пшеница вымирала на холоде, а рожь – нет. 🙂 Несмотря на то, что изначально рожь – южное растение. В итоге северные народы отдали предпочтение этому претенденту, как более живучей. Естественный отбор!

Надо сказать, что рожь обычно не жаловали, не пели ей дифирамбы. Так, известный римский деятель Плиний Старший, живший в самом начале нашей эры, не очень лестно отзывался об этом растении, считая, что употреблять ржаной хлеб можно только из чувства сильного голода, что он тяжеловесный, что к нему обязательно нужно примешивать полбу, чтобы смягчить его вкус, что и тогда желудок с трудом переваривает такой продукт.

В языках многих народов, в частности, у персов, арабов, турок название «рожь» означает «сорняк, мешающий расти пшенице и ячменю». Так, например, персидский термин «джоу-дар» дословно значит «трава, засоряющая ячмень».

Совсем иначе дела обстояли на русских землях, где растение получило свое название от слова «родить», «рожать». Хотя есть мнение, что этот термин произошел от «рыжины», так как ржаные зерна считались даром бога Солнца Ярило, а, значит, были яркие, теплые и солнечные.

В летописях это растение начали упоминать давным-давно – в частности, европейские ученые умы описывали правила возделывания ржи еще в I столетии нашей эры. Первые же древнерусские упоминания об этой злаковой культуре датируются IX веком.

Ряд исследователей, однако, полагает, что русский народ познакомился с ржаными колосьями значительно раньше, просто в письменном виде сведений об этом не сохранилось. Постепенно этот злак занял на Руси главенствующее положение благодаря своей морозостойкости и неприхотливости, оттеснив овес, пшеницу и ячмень.

Именно ржаной хлеб стал основой крестьянского рациона.

Здесь имеют место не только вкусовые предпочтения людей, но и интуитивно правильный выбор богатого витаминами и минералами продукта, что было особенно актуально во время многочисленных православных постов.

Самые северные народы все-таки предпочитали ячмень, так как вегетационный период у него короче, чем у ржи, а, значит, больше шансов, что он выживет в условиях сурового климата.

В конце XIX столетия был пик популярности этого злака в России. Для сравнения – под рожь отводилось до 60% посевных площадей, а под пшеницу – примерно 1%! Постепенно ржаные колосья все-таки были вытеснены с пьедестала, который заняли пшеница, рис, ячмень, кукуруза, просо и овес.

Несмотря на это, наша страна до сих пор производит огромное количество ржи, уступая в этом только Германии. После России следуют Польша, Дания, Китай, Украина, Канада, Америка и Испания. Замыкает десятку лидеров Турция.

К содержанию

Вкус ржи

Рожь кислая на вкусЗерна ржи отличаются кислинкой.

Главная причина, по которой я не слишком жалую этот злак – то, что он кислый на вкус, а я не люблю кислое. Вот пишу это сейчас, а у меня во рту кисло от этих слов! Вы любите такой вкус?

Рожь действительно узнаваема и ни на что не похожа, изделия из нее сложно спутать с пшеничными или с ячменными. Характерная кислинка все равно ее выдает, как ты не прячь ее за добавками и специями. Именно по этой причине ржаную муку часто смешивают с полбяной или с пшеничной – чтобы минимизировать кислый вкус, который мало кому нравится.

За столетия употребления этой злаковой культуры люди смогли найти сочетания, которые частично нейтрализуют эту ржаную кислинку и делают ее более благородной. Сейчас я расскажу вам о них.

К содержанию

Применение ржи в кулинарии

Из ржи делают хлебРжаной хлеб — вкус детства.

Этот злак царствует в хлебном производстве. Сегодня о вреде «белого» пшеничного хлеба знают все, а вот на рожь диетологи и специалисты по здоровому образу жизни пока не нападают, так что «черный» хлеб считается более полезным. Особенно, если он сделан не на дрожжах, а на закваске, которая, к слову, взращивается из той же ржаной муки.

Еще проще – взять молочную сыворотку или любой другой кисломолочный напиток (хотя, согласно Аюрведе, кефир, ряженку, йогурт и простоквашу нагревать нельзя, так что, остается только сыворотка!), смешать с мукой, маслом, солью и содой, а затем скатать булочки или одну большую буханку и поставить в духовку.

Я люблю сдабривать ржаной хлеб тмином или кориандром – такое сочетание делает кислоту менее выраженной, как будто отвлекает от нее пряным ароматом. 🙂

Если вы, как и я, не слишком любите ржаную кислинку, можете добавлять в тесто льняную, овсяную, ячменную или пшеничную муку, главное, чтобы она была из цельного зерна – для большей пользы.

Очень вкусно делать такой хлебушек с подсолнечными, тыквенными или льняными семенами. Вы готовите или готовили дома нечто подобное? Может, предпочитаете магазинный вариант?

У нас в городе, кстати, довольно широкий выбор ржаного хлеба на закваске. Помимо того, с изюмом, о котором я с удовольствием писала в самом начале статьи, есть еще резаные буханки с тмином или с кориандром, а также небольшие кирпичики, сделанные не из муки, а из перемолотых пророщенных зерен этого злака.

Такой хлебушек получается очень тяжелым по весу, но на удивление легким для желудка. И тут я совершенно не согласна с уважаемым Плинием Старшим, который утверждал, что «черный» хлеб дает тяжесть внутри. Наоборот, от него появляется какое-то ощущение тепла и сытости. Вы можете наесться буквально одним маленьким кусочком! У вас в продаже есть такие вкусности?

Из ржи, конечно же, пекут не только хлеб, но и хлебцы, ватрушки, булочки, кексы, пироги, пряники. Я не раз делала из нее лепешки, в которые, правда, добавляла цельнозерновую пшеничную муку – для клейкости и вкуса. Детям они очень нравились.

Моя бабушка всегда собирала ржаные корки, чтобы потом приготовить из них умопомрачительный квас.

Он был настолько вкусным, что мне и газировки никакой особо не хотелось, тем более, что покупали нам ее только по праздникам, а квас был в свободном доступе чуть ли не каждый день.

Это я сейчас знаю, что в нем содержится маленькая, но все же ощутимая доля алкоголя, который появляется в результате брожения тех самых хлебных корок. А тогда я, маленькая девочка, выпивала в летний зной залпом кружку ледяного бабушкиного кваса и не понимала, почему мне после этого так хочется спать и улыбаться. 😀 Своим детям я квас не делаю и магазинный не покупаю. Ведь я хорошо помню эти ощущения! А вы как относитесь к этому неоднозначному напитку?

Более щадящий безалкогольный вариант употребления ржаных зерен в жидком виде – кисель, в который, помимо них, входят также овес, пшеница и ячмень. Кстати, такой напиток готовится очень легко, пьется с удовольствием и способствует похудению. Я его пробовала один раз в гостях, но сама не делаю, так как лишние килограммы – точно не моя тема. Мне бы набрать парочку. 😆

Вы просто перемалываете в кофемолке все указанные ингредиенты, заливаете их холодной водой и варите на медленном огне до загустения. Можно добавить в кисель семена льна – они добавят напитку желеобразности.

Ржаную кашу вряд ли можно назвать потрясающе вкусным блюдом, хотя я видела в продаже смесь ржи и пшеницы. Но не покупала, скажу честно! Желания такого не было. Вы едите подобные блюда?

А вот зерна ржи проращивала в пору своего затяжного сыроедения. Было очень любопытно, какие она на вкус. Попробовала один раз и поняла – тоже кислые. 😆 С тех пор больше не проращиваю для еды, а только в качестве посевного материала для сочной зелени на подоконнике.

А что вы готовите изо ржи и есть ли она вообще в вашем рационе?

К содержанию

Применение ржи в хозяйстве

Ржаная мука используется в косметологииРжаная мука — это не только вкусный хлеб, но и чистые волосы.

Такой полезный злак, как рожь, пригодится вам не только на кухне, но и в хозяйстве. Недаром ведь его издавна используют в самых разных целях. Например, с его помощью вы можете избавиться от целого ряда недугов.

Сделайте отвар из ржаных зерен и выпейте при сильном кашле – это натуральное отхаркивающее средство поможет вам избавиться то мокроты. Можно смешать такой напиток с небольшим количеством топленого масла, и его обволакивающее свойство благотворно подействует на воспаленное горло.

Настойка, приготовленная изо ржи, барбарисового корня, водки и меда отлично справляется с суставными болями, если принимать ее в небольших количествах натощак. Люди, страдающие сахарным диабетом, наверняка слышали такой народный рецепт – кукурузные + ржаные семена + сок золотого уса, и, поговаривают, при его регулярном употреблении, недуг как рукой снимает.

Проростки ржи варятся в молоке или в воде, а затем употребляются в виде каши с медом и топлеными маслом. Зачем? Чтобы сердце было здоровым, а сосуды – чистыми. Так делали наши предки, как утверждают натуропаты. А еще кислый ржаной отвар отбивает у курильщиков охоту продолжать эту пагубную привычку. Слышали ли вы о таком чудесном свойстве этого злака?

Ржаными отрубями очищают кишечник – они выводят из него все вредные вещества и в значительной степени способствуют снижению веса.

Из ржаных семян делают не только муку, хлеб и квас, но также крахмал, спирт и солод (с его участием пекут хлеб и готовят квас!). Перемолотыми и обжаренными зернами данного растения можно заменить кофе – вкус очень похож, а побочных эффектов ноль, наоборот, одна сплошная польза. 😉

Когда у меня были короткие волосы, я мыла их ржаной мукой вместо шампуня. Как раз в ту пору я начиталась ужасов о всяких сульфатах и других химикатах, входящих в состав современных магазинных косметических средств.

Тогда я судорожно начала искать альтернативу – для себя я выделила две. Я мыла волосы уже упомянутой мукой из зерен ржи, а в некоторые дни использовала сухую горчицу. Мои короткие прядки очень хорошо промывались таким образом и даже скрипели от чистоты!

Когда они стали длинными я поняла, что этот натуральный способ мытья головы, увы, не работает – очень сложно отмыть волосы длиной до середины спины от комочков муки. И оставила ржаную муку в своем косметическом арсенале лишь в качестве «мыла» для тела.

Я уже неоднократно писала в других статьях о том, что на Востоке женщины издавна делали «урбечи» – специальные смеси на основе муки с травами и эфирными маслами. Они отлично очищают кожу, делая ее гладкой и увлажненной, в отличие от обычного мыла, которое сильно сушит. Попробуйте разок такой оригинальный рецепт, и вы забудете про гели для душа и мыло. 😀

А еще рожь активно используют в качестве сидерата, то есть, растения, которое своим появлением в почве улучшает ее качество – этакое полезное зеленое удобрение.

В частности, она отлично рыхлит глинистые почвы, делает их более воздушными и пригодными для посевов, а также «прогоняет» сорняки и вредителей. По популярности в этом деле ее смогла обойти лишь горчица!

У многих народов ржаная солома до сих пор служит натуральным материалом для изготовления прочных крыш, которые, при соответствующих условиях эксплуатации, способны служить без потери качества несколько десятилетий. Кроме того, солома из этого растения входит в состав саманных кирпичей. Жители экопоселений, возьмете себе на заметку? 😉

Любят это растение и сельскохозяйственные животные, для которых «заботливые» производители изготавливают из него фураж, то есть, питательный корм. А еще ржаную солому подстилают в качестве простыни для скота. Ею также можно мульчировать, то есть, покрывать почву, на которой растет клубника, и удобрять грибы.

Как вырастить рожь в домашних условиях?

Если вы, как и я, купили себе семена ржи для проращивания или приготовления каш и поняли, что это совсем не ваша еда, не спешите выбрасывать их. Лучше отдайте птичкам или вырастите у себя на подоконнике полезную ржаную зелень для смузи.

Просто замочите зернышки на ночь в чистой воде, наутро воду слейте, а их тщательно промойте и оставьте во влажном состоянии до вечера. Максимум следующим утром вы получите робкие побеги.

Пересадите их в питательную почву, поставьте ближе к свету, но не под прямые солнечные лучи (хотя рожь, в принципе, нормально переносит засуху!) и поливайте время от времени. Скоро заколосятся, если вы не отправите их до появления колосков в свой утренний смузи.

К содержанию

Сезон созревания ржи и условия ее хранения

Рожь растет колосьямиКолосья ржи растут и зимой, и летом.

Так как это универсальное растение в огромных количествах сажается и весной, и осенью, то недостатка в урожае ржи у нас точно нет. И ржаные изделия можно найти на полках магазинов круглогодично. Вопрос только в том, какие именно продукты вы ищете и правильно ли их выбираете.

Как правильно выбрать рожь?

В продаже этот злак встречается в основном в виде хлеба. Причем иногда голова идет кругом от разнообразия «кирпичиков» и буханок. Но мы-то с вами знаем, что самый вкусный и полезный, настоящий – бездрожжевой ржаной хлебушек на закваске.

Вот его и выискивайте среди многочисленных разноцветных пакетиков. В крупных супермаркетах такие уникальные продукты иногда встречаются, но особым спросом не пользуются, а скромненько лежат в сторонке и ждут своих почитателей – нас с вами, зожевцев. 😀

Еще на полках магазинов тройными рядами стоит ржаная мука от разных производителей.

Нас интересует только обойная мука, то есть грубого помола, которая сохраняет все полезные свойства зерна вместе с его ценнейшими оболочками.

Да, хлеб из нее получается не такой нежный, как, скажем, из пшеничной муки высшего сорта, но зато он не провоцирует развитие многочисленных заболеваний, а, наоборот, справляется с целым их рядом. Подробнее об этом я расскажу в соответствующем разделе статьи.

А пока вернемся в магазин и посмотрим, есть ли на полках цельные зерна ржи. Я их не вижу. А вы? Найти их в продаже в обычном супермаркете практически невозможно. Как говорится, не формат. Ну, разве что в особых отделах, где питание для диабетиков и прочие оригинальные полезности, например, семена для проращивания или уже пророщенные злаки и бобы.

Выше я уже упоминала о том, что видела цельную рожь в продаже в обычном магазине лишь однажды – она была перемешана с пшеницей, и эта смесь имела какое-то особое название от производителя. Также я встречала ржаные зернышки на сельскохозяйственном рынке по соседству с овсом, ячменем, пшеницей, кукурузой. Они были в огромных мешках и владельцы сельхозживотных покапали их в больших количествах.

Я подошла и скромно взяла полкило ржи, чтобы попробовать ее прорастить. Что из этого вышло, я тоже уже поведала чуть раньше.

Регулярно встречаю рожь в виде сырья для проращивания в различных эколавчонках города, а также в интернет-магазинах здорового питания. Вот уж где ей поют дифирамбы! Слышал бы уважаемый Плиний Старший. Интересно, взял бы он свои нелестные слова об этом злаке обратно? 😆

Там же можно встретить ржаную муку и ржаные макароны, которые, кстати, несмотря на характерную кислинку, очень мне понравились. Я смешивала их с острым овощным соусом, и было вкусно!

Многие приверженцы здорового питания отдают предпочтение ржаным отрубям и хлебцам. Я тоже изредка их покупаю и ем с бобовыми паштетами, сырами, сливочным маслом, медом, овощами и зеленью – делаю маленькие бутербродики их хлебцев себе и детям. Есть еще всякие сухие завтраки – шарики, хлопья, звездочки. Только помните, что, если вы едите такую сублимированную пищу, вам нужно пить в течение дня достаточное количество воды.

Так вот, для всех этих различных ржаных продуктов справедливо общее простое правило – они должны быть сухими, то есть не влажными и не мокрыми!

В случае с зернами еще и чистенькими (без палочек, камешков, пыли и песка!), одного размера, примерно одного цветового оттенка. А в хлебе не должно быть пресловутых Е, только натуральные ингредиенты. Вот, собственно, и все премудрости.

Как правильно хранить рожь?

Как ни странно, ржаной хлеб на закваске, равно как и любая другая «живая» выпечка, гораздо лучше хранится не в своей родной бумажной упаковке, а в полиэтилене. Я не сторонница такого способа хранения, сразу стараюсь все пакеты вскрывать и перекладывать продукты в более экологичную упаковку. Но в этом случае делаю наоборот.

Поначалу я упрямилась и оставляла буханку в бумажном пакете, она подсыхала уже на следующий день – настоящая же. Сухарики я грызть не могу, весь хлеб за день съедать тоже, пусть даже и с помощниками, поэтому пришлось смириться. В полиэтилене она хранится 2-3 дня без ощутимой потери качества. А как вы храните такие ценные продукты? Может, вы нашли более щадящий способ?

Сыпучие ржаные продукты на то и сыпучие, чтобы после покупки их сразу же пересыпали в стеклянные или керамические банки, а затем плотно закрывали крышками и ставили подальше от света и тепла. Тогда они смогут храниться хоть целый год, при условии, что вы регулярно будете навещать их и справляться об их драгоценном здоровье.

К содержанию

Виды и сорта ржи

Согласно международному интернет-проекту «The Plant List», который вобрал в себя информацию о царстве растений, у ржи есть 9 разновидностей, включая дикие и культурные, а одна из них гибридная.

Вот они: африканская (Secale africanum), анатолийская (Secale anatolicum), рожь Державина (Secale derzhavinii), горная (Secale montanum), лесная или дикая (Secale sylvestre), рожь Вавилова (Secale vavilovii), Secale ciliatiglume, Secale segetale и посевная или культурная (Secale cereale). В России все сорта ржи принадлежат к культурной разновидности растения.

Подсчитано, что на территории России выращивается более 50 различных сортов ржи. Я познакомлю вас поближе c некоторыми из них.


Рожь ВяткаРожь Вятка

Cорт «Вятка»

Эта разновидность растения считается самой популярной в нашей стране. Особенно распространена она на севере, северо-западе, востоке России, а также в ее центральных регионах. Повсеместно выращивают ее в Карелии, Казахстане и в Белоруссии. «Вятка» дает хороший урожай и при этом отлично переносит морозы, засуху, стойко сопротивляется вредителям. Колосья у нее средних размеров, но дают крупные серовато-зеленые зерна овальной формы. Данный сорт является «родителем» других – «Вятка-2» и «Вятка московская».


Рожь ВалдайРожь Валдай

Сорт «Валдай»

Этот сорт ржи относится к раннеспелым и интенсивным, дает стабильно хороший урожай в виде крупных зерен с отличными техническими характеристиками. «Валдай» прекрасно переносит холодные зимы, устойчив к полеганию, достойно противостоит бурой ржавчине и снежной плесени. Данная разновидность широко используется в хлебобулочной промышленности.


Рожь АльфаРожь Альфа

Сорт «Альфа»

Представитель озимой разновидности ржи, устойчивая к полеганию, ржавчине, плесени. Побеги «Альфы» хорошо переносят зимы. Эти зерна с хорошими техническими характеристиками добавляют в мучные изделия, чтобы улучшить качество других, менее ценных сортов растения.


Рожь Безенчукская желтозернаяРожь Безенчукская желтозерная

Сорт «Безенчукская желтозерная»

Распространен в Казахстане, Башкирии, а также в Поволжье и в Оренбургской области. Обладает высокой устойчивостью к холодам и засухе, дает средние плотные колосья с короткими мелкими желтыми зернами.


Рожь Эстафета ТатарстанаРожь Эстафета Татарстана

Сорт «Эстафета Татарстана»

Данный представитель ржи является среднепоздним и среднерослым – высотой до 125 сантиметров. У него прочные стебли, что предотвращает их полегание. Сорт устойчив к ржавчине, плесени, мучнистой росе, поэтому без проблем может расти во влажном климате (например, в Татарстане, Центрально-Черноземном районе, в Поволжье). «Эстафета Татарстана» дает довольно крупные зерна с хорошими характеристиками и ценным аминокислотным составом. Широко используется в хлебопекарном производстве, а также для изготовления продуктов диетического питания.


Другие сорта ржи:

«Дымка» «Пурга»
«Державинская-29» «Короткостебельная-69»
«Память Худоерко» «Жигулевская нива»
«Харьковская-98» «Хасто»
«Первоисток» «Юрьевец»
«Хамарка» «Стоир»
«Вятка московская» «Новозыбковская»
«Игуменская» «Вятка-2»
«Дубинская» «Полновесная»
«Завея-2» «Спадчина»
«Пуховчанка» «Верасень»
«Зарница» «ЛоБел-103»
«Нива» «Юбилейная»
«Зубровка» «Талисман»
«Бирюза» «Радзема»
«Ясальда» «Лота»
«Таловская-15» «Калинка»
«Восход-2» «Безенчукская-87»
«Онохойская» «Саратовская-7»
«Житкинская» «Татарская-1»
«Воронежская СХИ» «Ситниковская»
«Саратовская» «Аартык»
«Омка» «Енисейка»
«Лисицина» «Чулпан»
«Харьковская 194» «Саратовская-5»

Показать все

К содержанию

Полезные и вредные свойства ржи

Ржаные отруби полезныРжаные отруби отлично очищают организм.

Польза ржи

  • Выше я уже отмечала, что русское крестьянство интуитивно предпочитало ржаной хлеб, что было особенно актуально в пост, когда и без того скудный рацион становился еще беднее. Питательные вещества, содержащиеся в этом злаке, помогали народу выжить.
  • Рожь, особенно в виде проростков, укрепляет иммунную систему. Она благотворно воздействует на состояние сердца и сосудов.
  • Этот злак способствует нормальной работе нервной системы благодаря наличию в нем витаминов группы В и калия. Поели «черного» хлебушка, поиграли в «бедненьких» и взбодрились – депрессию, как рукой, сняло – ведь у вас дела обстоят гораздо лучше, чем у крестьян, живших хотя бы век-другой назад.
  • Эти же витамины в составе ржаных продуктов помогают поддерживать в хорошем состоянии ногти, кожу и волосы.
  • Считается, что регулярное употребление в пищу живых проростков ржи является профилактикой онкологических заболеваний. Интересен тот факт, что в конце прошлого столетия в Люксембурге было очень много людей, страдающих раком кишечника. Тогда медики стали включать в рацион больных ржаные отруби и ржаной хлеб из грубой муки. Процент количества заболеваний заметно снизился.
  • А еще ржаные продукты активизируют функцию кроветворения. Рожь обладает супер способностью снижать уровень сахара в крови.
  • Кроме того, ее можно включать в рацион людей, страдающих сахарным диабетом. Рожь имеет относительно низкий гликемический индекс – так, у зерен ржи показатель равняется 40 единицам, у проростков – от 34 единиц, а у хлеба, изготовленного из ржаной муки грубого помола – от 32 единиц.
  • Здоровый ЖКТ хорошо усваивает ржаные продукты, а они, в свою очередь, ощелачивают организм, нормализуют кишечную микрофлору, очищают кишечник и – что самое приятное для большинства людей – способствуют похудению!
  • А еще рожь в виде хлеба и проростков помогает избавиться от запоров и нормализует стул. Интересно, что отвар ржаных зерен, наоборот, спасает от диареи.
  • Отваром ржи можно лечить не только кашель, но и бронхиальную астму.
    «Черный» хлеб издавна использовали для избавления от кожных высыпаний – его размягчали в воде и прикладывали на больное место.
  • Кстати, девушки, маски из ржаного хлеба самым положительным образом влияют на состояние кожи, делая ее гладкой и упругой. Если, конечно, в этой буханке нет химии. 😉
  • Сушеным «черным» хлебом можно восстанавливаться после отравлений, сложных хирургических операций, тяжелые длительных заболеваний, если к тому нет противопоказаний.
  • Ржаные продукты повышают работоспособность, дают энергию и укрепляют мышечную ткань. Они также показаны при гипертонии, анемии, атеросклерозе, артритах и артрозах, заболеваниях печени и почек.

Вред ржи

Рожь – злаковая культура, которую противопоказано употреблять людям с непереносимостью глютена, потому что этот белок присутствует в ней. Пусть в меньшей степени, чем у сестрицы-пшеницы, но все же. Так что, целиакия – явное противопоказание для употребления ржаных продуктов.

Людям с язвой и гастритом, а также с повышенной кислотностью рожь также не стоит включать в повседневный рацион.

К содержанию

Интересные факты о ржи

  1. Русский народ не только почитал рожь, как ценный питательный продукт, но и использовал ее в качестве верного средства от злых духов. Ржаные колосья связывали в пучок, сушили в печи, а затем клали в люльку к новорожденным под простынку, чтобы нечистые не тревожили малыша своими проделками.
  2. А знаете ли вы, что генетически русские люди предрасположены к употреблению именно ржаного хлеба, а не пшеничного, который появился в нашей стране какое-то столетие назад. Поэтому если и выбирать для себя диетический продукт, то именно этот! Ученые утверждают, что даже однообразный рацион крестьян, основой которого был «черный» хлеб, не провоцировал у них развитие авитаминозов.
  3. А вот пословицы и поговорки, которыми изобилует русский фольклор: «Матушка-рожь кормит всех дураков сплошь, а пшеница – по выбору», «Тот хорошо, у кого уродилась рожь», «Красно поле рожью, а речь – ложью», «Плохи года, коли во ржи лебеда».
  4. Ржаной хлеб всегда входил в рацион советских космонавтов, а сегодня им питаются российские покорители космоса.
  5. Кстати, при выпечке такого хлеба образуются особые вещества меланоидины, которые окрашены в темный цвет, поэтому хлеб и получается таким загорелым. 🙂
  6. Несмотря на то, что ржаная выпечка всегда считалась пищей бедняков, в современной Англии ее почитают в качестве пищи для состоятельных особ.

А вы что можете добавить про матушку-рожь? Любите ли вы ее? Включаете ли в свой рацион? Если да, то в каком виде? 

Как выглядит, растёт и применяется рожь (описание зерновой культуры)

Рожь относится к мятликовой группе растений. Является второй по важности сельскохозяйственной культурой после пшеницы, используется в пищевой промышленности и при изготовлении кормов для животных. Несмотря на пользу злака, ржаные посевные в России ежегодно сокращаются. Связано это с тем, что по скороспелости и урожайности она уступает пшенице. Выращивать ее не столь выгодно с экономической точки зрения.

Ботаническая характеристика ржи

Селекционные сорта ржи относятся к одно- и двулетним растениям, а многолетняя рожь — это дикие виды злака. Дикая рожь часто прорастает как сорное растение на пшеничных посевных, среди посадок овса или сортовой ржи. Однолетний злак вырастает до 175 см в длину. Все сорта делятся на озимые и яровые, а более урожайными являются озимые.

Биологические особенности ржи:

  • Опыляется перекрестным способом при помощи ветра или насекомых;
  • Достаточная кислотность почвы для прорастания и урожайности — 5,3-6,5 pH;
  • Молодые побеги со сформировавшимся узлом кущения способны выдержать морозы до -21`С;
  • Лучшие растения-предшественники для ржи — люпин, клевер, ранние сорта картофеля, гречиха.
  • Культуру не высеивают после сахарной свеклы, кормовых корнеплодов, промежуточных культур и позднего картофеля.

Происхождение и распространение

Современные сорта произошли из сорно-полевого вида, родиной которого является Юго-Западная Азия. В археологических раскопках семена злака находят вместе с ячменем и пшеницей. Однако рожь — более молодая культура. Самые ранние находки датируются 2 000 лет до н.э. В этот период ее активно выращивали по берегам Оки, Днепра, Днестра, а также в горных регионах Кавказа.

Популярность культуры обуславливается неприхотливостью, зимостойкостью и хорошим урожаем. Эти качества сыграли важную роль в переселении злака в северные страны и регионы: там, где пшенице не хватало солнца и тепла рожь давала хороший урожай.

На территории Восточной Европы, в Заонежье и Кижах рожь появилась около 900 лет до н.э, а первые упоминания в письменных источниках относятся к 1 в.н.э. Распространение ржи потеснило другую важную злаковую культуру — ячмень. Люди предпочли возделывать более зимостойкий злак, который можно было пересеять даже холодной осенью. Еще одно преимущество — ржаной хлеб получался вкуснее и сытнее, чем из ячменя или овса.

Особенности развития культуры

При прорастании семена поглощают до 65% воды от своего веса, а для развития корней им необходима температура не ниже +3`С. Побеги озимых сортов появляются на 6-7 день после посева, яровых — на 8-9 день. Из-за наличия в первом листе антоциана всходы имеют фиолетовый оттенок.

В фазе кущения образуются боковые побеги. Продолжительность кущения — от 33 до 37 дней для яровых сортов, а для озимых — 30 дней осенью и около 20 дней весной после пробуждения. Количество урожая зависит от числа стеблей с колосьями, которые образуются в стадии колошения. Еще одна характеристика этого периода — увеличение размера листьев и укрепление стебля.

Во время цветения происходит набухание лодикул и расхождение цветковых чешуек. Ветер переносит пыльцу с одного рыльца на другой для опыления и образования завязи зерновки. Минимальная температура для процесса цветения +12,5 `С. Созревание и наливание зерен зависит от ветра и температуры, влажности воздуха.

Молочное зерно имеет зеленый цвет и желтеет по мере достижения восковой спелости.

Описание злаковой культуры

Рожь — это вид травы с прямым и полым внутри стеблем. На верхней его части и на листовых пластинах расположены тонкие волоски, которые спасают растение от пересыхания во время жары, от резких похолоданий и перемерзания. Они же дают растению возможность прорастать на легких песчаных почвах. Свисающий колос венчает верхушку стебля. Его длина зависит от сорта и может доходить до 17 см. На колосе расположены линейные шиловидные чешуйки, под которыми скрыты овальные или продолговатые зерновки. Цвет зерновки и структура поверхности различается в зависимости от сорта злака.

Относится дикая рожь к диплоидной форме растений, имеющих пару хромосом. В ходе селекции удалось получить сорта с удвоенным хромосомным набором, что позволило увеличить размер зерна, его количество и качество. В результате работ созданы виды, стойкие к полеганию, с массой 1000 зерен до 55 г.

Молодые всходы очень похожи на пшеничные, различить их можно по корневой системе. У ржи побеги имеют корешки, состоящие из 4 частей, у пшеницы — из 3.

Стебель и корневая система

Средняя длина стебля — около 90 см, но при благоприятных условиях рожь может вырасти до 175-180 см. Корневая система мочковатой формы достигает двухметровой глубины. Это объясняет способность растения произрастать на легких песчаных, закисленных и малопородных почвах. Длинные корни способны доставать необходимые микроэлементы и воду с большой глубины.

Узел кущения залегает на глубине 17-20 мм при нормальной заделке семян. Если же семена залегают ниже, то рожь формирует два узла: верхний расположен ближе к поверхности земли, нижний — на 1,5-2 см ниже. Верхний узел является основным.

Во время подземного ветвления стебля растение образует наземные побеги. Их количество зависит от условий, может достигать 50 и более.

Листья ржи

Листья растения плоские, широколинейные, сизо-зеленого или серо-зеленого цвета. Длина листа зависит от сорта и может достигать 30 см, ширина — до 3 см. Основание листа венчает язычок и гладкие ушки, плотно прилегающие к стеблю. Листовая пластинка у большинства сортов покрыта защитными волосками, предохраняющими растение от пересыхания или замерзания.

Соцветия и колосья ржи

Соцветие — сложный колос, длиной от 6 до 17 см и шириной от 0,5 до 1,5 см. Стержень его имеет четырехгранную форму, обрамлен одиночными плоскими колосками. Каждый из них имеет по паре развитых цветков и один неразвитый. Чешуйки цветка линейно-шиловидной формы с 1 выраженной жилкой. Они меньшего размера и заостренного вида, с маленькой остью. Внешние цветковые чешуйки достигают в длину 15 мм, отличаются ланцетной формой и длинной остью. Верхние чешуйки короче, с 5-ю жилками и с тонкими изогнутыми ресничками по краям.

Внутренние чешуйки же имеют по паре килей, без ости, а реснички расположены только в верхней части. У цветков ржи по 3 тычинки, пыльники удлиненные, выступающие из колосков.

Зерна ржи

Злаки быстро всходят и наращивают зерновую массу. Кущение после посадки начинается через 21-25 дней, а фаза колошения наступает еще через 45 дней. Цветение наступает через 10-12 дней после начала колошения, и продолжается 2 недели. Фаза молочной спелости длится 10-12 дней, а на созревание зерна уходит до двух месяцев.

Зерновка ржи имеет продолговатую форму, сжатую с боков, с выраженной бороздкой. Размер, форма и даже цвет зерна зависит от сорта культуры. Средняя длина — от 5 до 11 мм, ширина — от 1,2 до 3,4 мм, толщина — 1,3-3 мм. Для диплоидных сортов масса 1000 зерен — до 35 г, дл тетраплоидных — до 55 г. Цвет может быть белым, сероватым, темно-коричневым, желтым, желто-коричневым или серо-зеленым.

Хозяйственное значение ржи

В России культивируется около 50 сортов ржи, большинство из них — озимые. Яровую рожь высаживают в Якутии, Забайкалье, Центральной Сибири. Озимые сорта не выдерживают снежных и морозных зим этих регионов, однако дает больший урожай.

Центральные регионы России практикуют высеивание ржи в качестве сидерата. Она хорошо очищает поле от сорняков, вредителей и снижает уровень заболевания почвы. Рожь насыщает землю калием и разрыхляет, делая грунт удобным для сохранения воды и кислорода.

По количеству протеина рожь уступает пшенице, а из-за большого содержания клейковины (до 26%) ржаной хлеб получается более плотным, и быстро черствеет.

Зародыши злака используются в качестве сырья для приготовления лекарственных препаратов, в пищевой и косметической промышленности. Из солода делают виски и спирт.

Молодые побеги являются высококалорийным и богатым витаминами кормом для домашнего скота. Для улучшения качества сенажа и силоса вместе с рожью высеивают вику или люцерну. Такой сенаж или сухое измельченное сено содержит:

  • До 16% протеина;
  • До 35% безазотистых экстрактивных веществ;
  • До 33% клетчатки;
  • До 6% жира.

Доля ржи в зерновом корме не должна превышать 50%. Обилие клетчатки и протеина может спровоцировать развитие ожирения у домашних животных и птиц.

Почему рожь полезна для организма

Рожь богата витаминами и минералами. В ее составе много:

  • Витаминов группы B, которые участвуют в обменных процессах, предупреждают старение и поддерживают иммунитет;
  • Витаминов А и РР, сохраняющих структурную целостность клеток;
  • Фолиевой кислоты, которая обладает общеукрепляющим действием и благоприятно влияет на работу сердца и сосудов;
  • Лизина и треонина, отвечающих за регенерацию тканей.
  • Богат злак и витамином Е, холином, бетаином, бета-каротином и лютеином.

Польза пророщенных зерен

Пророщенное зерно полезнее сухого, так как содержит больше марганца, цинка, селена и железа. Регулярное употребление свежих ростков позволяет компенсировать недостаток витаминов и минералов в организме, особенно в весенний период. Проращенное зерно можно добавлять в каши, салаты, супы, есть на завтрак с йогуртом или кефиром. Польза пророщенной ржи — нормализация работы органов пищеварения, улучшение состояния микрофлоры кишечника, очищение от шлаков и избыточного холестерина.

Проращенное зерно рекомендовано при заболеваниях:

  • Желудочно-кишечного тракта;
  • Селезенки;
  • Головного мозга;
  • Эндокринной системы;
  • Печени;
  • Аллергии.

Изделия из ржаной муки можно употреблять во время беременности и кормления грудью, людям с высокой степенью ожирения и больным сахарным диабетом. Включение в ежедневный рацион проращенных зерен благотворно влияет на зрение, состояние кожи, волос, ногтей и зубов. Противопоказание — гастрит с высокой кислотностью и непереносимость глютена.

Химический состав зерна

Состав ржаного зерна зависит от условий выращивания злака и его сорта. Основной углевод — крахмал, в сухом веществе на его долю приходится до 65%. Он и другие углеводы в процессе гидролиза образуют фруктозу.

Содержание гуммивещества — от 2,5 до 5,5%, левулезана меньше — до 3%. Слизь представлена пентозаной, которая легко растворяется в воде и при гидратации увеличивается в объеме в 9 раз. Уровень сахара находится в диапахоне от 4,3 до 6,8%, клетчатки — 2,3-3,4%, белка — 8-19,4%. Белок представлен альбумином, глиадином, глобулином и глютелином. В ржаной муке белковые вещества быстро набухают, образуя вязкое и липкое тесто.

Количество жира в 100 г сухого вещества — до 2%. Больше половины из них — ненасыщенные кислоты: линолевая, олеиновая, линоленовая, стеориновая, пальмитиновая, миристиновая. Присутствуют также и неомыляемые вещества — кампестерол, холестерол. Содержатся жиры в зародыше и алейроновом слое. Показатель зольности злака — от 1,5 до 2,8%.

Проблемы и перспективы выращивания в России

В конце прошлого столетия в России собирали до 20 млн.т. ржи в год, но за прошедшие 20-25 лет количество урожая снизилось почти в 10 раз. В 2017 г. было собрано всего 2,5 млн.т. зерна. На долю ржаного хлеба приходится чуть более 10% от общего объема производимого хлеба.

Связано это с распространением пшеницы как основной пищевой культуры. Выведение новых урожайных и устойчивых к холодам сортов привлекло большее внимание фермеров. Возрастающая производительность и скороспелость пшеницы не позволили другим злаковым конкурировать на посевных полях. Отсутствие государственного регулирования структуры зерновых и экономической заинтересованности землевладельцев в ее выращивании также привели к сокращению посевов этой культуры.

Рост интереса к продуктам и спирту изо ржи наблюдается только в последние несколько лет, когда здоровое питание становится все более популярным.  Польза ржаных продуктов доказана российскими и зарубежными медиками. Но несмотря на это эксперты не предвидят увеличение посевных площадей: для удовлетворения нужд внутреннего рынка продукт выгоднее закупать, чем высаживать. Кормовую рожь высеивают вместе с викой, люцерной, клевером и другими бобово-злаковыми культурами.

Увеличение производства возможно только при расширении сферы использования злака. Ржаная крупа — лучший природный антиоксидант, который обладает противовоспалительными и противоаллергенными свойствами. Незаменим злак и как сидерат на полях, и как страховая культура в условиях нестабильного климата.

Меры по популяризации зерна должны проводиться на государственном уровне, как это делается в странах Европы.

Интересные факты о злаковой культуре

В некоторых регионах России, где традиции достаточно сильны, сохранился обычай: для новобрачных готовят кашу из молодого ржаного зерна. Это символ богатства, изобилия и счастья. Во второй половине 19-го века Люксембург вышел на первое место в мире по раку кишечника. Проблема нашла очень простое и неожиданное решение: в рацион стали добавлять отруби и ржаной хлеб. Показатель заболеваний быстро сократился, а через несколько десятилетий приблизился к нулю.

Рожь и ржаная мука обладают массой целебных свойств. Если приложить ржаную лепешку к нарыву или абсцессу — он быстрее проходит. Воспаление спадает, уменьшаются болевые ощущения, ускоряется регенерация в тканях.

На Руси пучком колосьев отгоняли от новорожденного злых духов, а на дно кровати младенца клали несколько ржаных зерен от сглаза и порчи.

Солома используется и сегодня в качестве кровельного материала для жилых домов и сараев, а также для изготовления саманных кирпичей.

Человек использует цельное зерно для варки каш, а мука идет на выпечку диетических видов хлеба, приготовление кваса, блинов, пирогов и пряников. Из зерен готовят настои и отвары, смягчающие кашель. Ржаные отруби понижают высокое давление и помогают в лечении анемии.

Лидерами по выращиванию злака является Германия и Польша. На долю этих двух стран приходится около 50% от мирового урожая. Зерна используют в фармацевтической отрасли для получения естественных аминокислот и витаминов, гормонов и антител. Из ржаной муки производится почти 70% хлеба и выпечки, готовых завтраков, а из солода делают спирт, благородные крепкие напитки и пиво.

Применение злака — многогранно, а неприхотливость позволяет выращивать рожь даже в районах с рискованным земледелием. Она может стать хорошей кормовой культурой для животноводства северных регионов и решить продовольственную проблему на местном уровне, однако нуждается в правильной популяризации и продвижении на государственном уровне.

Калорийность Рожь, зерно. Химический состав и пищевая ценность. Рожь, зерно богат такими витаминами и минералами, как: витамином B1 — 21,1 %, витамином B2 — 13,9 %, витамином B5 — 29,1 %, витамином B6 — 14,7 %, витамином PP — 21,4 %, калием — 20,4 %, магнием — 27,5 %, фосфором — 41,5 %, железом — 14,6 %, марганцем — 128,9 %, медью — 36,7 %, селеном — 25,3 %, цинком — 22,1 %
  • Витамин В1 входит в состав важнейших ферментов углеводного и энергетического обмена, обеспечивающих организм энергией и пластическими веществами, а также метаболизма разветвленных аминокислот. Недостаток этого витамина ведет к серьезным нарушениям со стороны нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.
  • Витамин В2 участвует в окислительно-восстановительных реакциях, способствует повышению восприимчивости цвета зрительным анализатором и темновой адаптации. Недостаточное потребление витамина В2 сопровождается нарушением состояния кожных покровов, слизистых оболочек, нарушением светового и сумеречного зрения.
  • Витамин В5 участвует в белковом, жировом, углеводном обмене, обмене холестерина, синтезе ряда гормонов, гемоглобина, способствует всасыванию аминокислот и сахаров в кишечнике, поддерживает функцию коры надпочечников. Недостаток пантотеновой кислоты может вести к поражению кожи и слизистых.
  • Витамин В6 участвует в поддержании иммунного ответа, процессах торможения и возбуждения в центральной нервной системе, в превращениях аминокислот, метаболизме триптофана, липидов и нуклеиновых кислот, способствует нормальному формированию эритроцитов, поддержанию нормального уровня гомоцистеина в крови. Недостаточное потребление витамина В6 сопровождается снижением аппетита, нарушением состояния кожных покровов, развитием гомоцистеинемии, анемии.
  • Витамин РР участвует в окислительно-восстановительных реакциях энергетического метаболизма. Недостаточное потребление витамина сопровождается нарушением нормального состояния кожных покровов, желудочно- кишечного тракта и нервной системы.
  • Калий является основным внутриклеточным ионом, принимающим участие в регуляции водного, кислотного и электролитного баланса, участвует в процессах проведения нервных импульсов, регуляции давления.
  • Магний участвует в энергетическом метаболизме, синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием для мембран, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия. Недостаток магния приводит к гипомагниемии, повышению риска развития гипертонии, болезней сердца.
  • Фосфор принимает участие во многих физиологических процессах, включая энергетический обмен, регулирует кислотно-щелочного баланса, входит в состав фосфолипидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, необходим для минерализации костей и зубов. Дефицит приводит к анорексии, анемии, рахиту.
  • Железо входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов. Участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окислительно- восстановительных реакций и активацию перекисного окисления. Недостаточное потребление ведет к гипохромной анемии, миоглобиндефицитной атонии скелетных мышц, повышенной утомляемости, миокардиопатии, атрофическому гастриту.
  • Марганец участвует в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Недостаточное потребление сопровождается замедлением роста, нарушениями в репродуктивной системе, повышенной хрупкостью костной ткани, нарушениями углеводного и липидного обмена.
  • Медь входит в состав ферментов, обладающих окислительно-восстановительной активностью и участвующих в метаболизме железа, стимулирует усвоение белков и углеводов. Участвует в процессах обеспечения тканей организма человека кислородом. Дефицит проявляется нарушениями формирования сердечно-сосудистой системы и скелета, развитием дисплазии соединительной ткани.
  • Селен — эссенциальный элемент антиоксидантной системы защиты организма человека, обладает иммуномодулирующим действием, участвует в регуляции действия тиреоидных гормонов. Дефицит приводит к болезни Кашина-Бека (остеоартроз с множественной деформацией суставов, позвоночника и конечностей), болезни Кешана (эндемическая миокардиопатия), наследственной тромбастении.
  • Цинк входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и в регуляции экспрессии ряда генов. Недостаточное потребление приводит к анемии, вторичному иммунодефициту, циррозу печени, половой дисфункции, наличию пороков развития плода. Исследованиями последних лет выявлена способность высоких доз цинка нарушать усвоение меди и тем способствовать развитию анемии.
ещескрыть

Полный справочник самых полезных продуктов вы можете посмотреть в приложении «Мой здоровый рацион».

Ржаное зерно (рожь) — минеральный состав

Вес порции, г { { { В стаканах { {

1 ст — 169,0 г2 ст — 338,0 г3 ст — 507,0 г4 ст — 676,0 г5 ст — 845,0 г6 ст — 1 014,0 г7 ст — 1 183,0 г8 ст — 1 352,0 г9 ст — 1 521,0 г10 ст — 1 690,0 г11 ст — 1 859,0 г12 ст — 2 028,0 г13 ст — 2 197,0 г14 ст — 2 366,0 г15 ст — 2 535,0 г16 ст — 2 704,0 г17 ст — 2 873,0 г18 ст — 3 042,0 г19 ст — 3 211,0 г20 ст — 3 380,0 г21 ст — 3 549,0 г22 ст — 3 718,0 г23 ст — 3 887,0 г24 ст — 4 056,0 г25 ст — 4 225,0 г26 ст — 4 394,0 г27 ст — 4 563,0 г28 ст — 4 732,0 г29 ст — 4 901,0 г30 ст — 5 070,0 г31 ст — 5 239,0 г32 ст — 5 408,0 г33 ст — 5 577,0 г34 ст — 5 746,0 г35 ст — 5 915,0 г36 ст — 6 084,0 г37 ст — 6 253,0 г38 ст — 6 422,0 г39 ст — 6 591,0 г40 ст — 6 760,0 г41 ст — 6 929,0 г42 ст — 7 098,0 г43 ст — 7 267,0 г44 ст — 7 436,0 г45 ст — 7 605,0 г46 ст — 7 774,0 г47 ст — 7 943,0 г48 ст — 8 112,0 г49 ст — 8 281,0 г50 ст — 8 450,0 г51 ст — 8 619,0 г52 ст — 8 788,0 г53 ст — 8 957,0 г54 ст — 9 126,0 г55 ст — 9 295,0 г56 ст — 9 464,0 г57 ст — 9 633,0 г58 ст — 9 802,0 г59 ст — 9 971,0 г60 ст — 10 140,0 г61 ст — 10 309,0 г62 ст — 10 478,0 г63 ст — 10 647,0 г64 ст — 10 816,0 г65 ст — 10 985,0 г66 ст — 11 154,0 г67 ст — 11 323,0 г68 ст — 11 492,0 г69 ст — 11 661,0 г70 ст — 11 830,0 г71 ст — 11 999,0 г72 ст — 12 168,0 г73 ст — 12 337,0 г74 ст — 12 506,0 г75 ст — 12 675,0 г76 ст — 12 844,0 г77 ст — 13 013,0 г78 ст — 13 182,0 г79 ст — 13 351,0 г80 ст — 13 520,0 г81 ст — 13 689,0 г82 ст — 13 858,0 г83 ст — 14 027,0 г84 ст — 14 196,0 г85 ст — 14 365,0 г86 ст — 14 534,0 г87 ст — 14 703,0 г88 ст — 14 872,0 г89 ст — 15 041,0 г90 ст — 15 210,0 г91 ст — 15 379,0 г92 ст — 15 548,0 г93 ст — 15 717,0 г94 ст — 15 886,0 г95 ст — 16 055,0 г96 ст — 16 224,0 г97 ст — 16 393,0 г98 ст — 16 562,0 г99 ст — 16 731,0 г100 ст — 16 900,0 г

Ржаное зерно (рожь)

происхождение, свойства, применение. Химический состав и строение зерна ржи.

хлебная (мучная) лавка

ржаная мука

«Матушка рожь кормит всех сплошь, а пшеничка — на выбор»

                                                                           Народная мудрость

Рожь — важная сельскохозяйственная и продовольственная культура; она почти полностью используется для изготовления ржаной муки (сеяной, обдирной, обойной) для целей хлебопечения. Лишь очень незначительная часть урожая ржи идет для получения солода и на винокурение.

Зерно ржи по внешнему виду и строению сходно с зерном пшеницы; оно имеет овальную вытянутую форму, на брюшке проходит бороздка, глубоко проникающая внутрь зерна, на одном конце зерна (со стороны спинки) расположен зародыш, на противоположном конце находится опущение (бородка), заметное простым глазом (рис. 2).

Внутреннее строение зерна почти такое же, как у пшеницы — снаружи зерно ржи покрыто плодовыми оболочками, под которыми лежат семенные оболочки и один ряд клеток алейронового слоя. Внутренняя часть зерна занята мучнистым ядром — эндоспермом, самой крупной и ценной частью зерна. Зародыш, как указывалось выше, находится у основания зерна. Соотношение анатомических частей приведено в таблице 3

Вместе с тем строение зерна ржи имеет и существенное отличие от строения зерна пшеницы. Зерно ржи имеет более вытянутую форму. У пшеницы отношение длины к ширине или толщине равно примерно 2:1, а у ржи — до 3,5:1 (при отношении больше 3,3 зерно ржи считается удлиненным, при 3,3 и меньше — овальным).

Строение зерна ржи

Рис. 2 — Внутреннее строение зерна ржи: II, III, IV — зародыш зерна; 1, 2, 3, 4 — плодовая оболочка, 5 и 6 — семенная оболочка; 7 — алейроновый слой; 8 — эндосперм

Зерно пшеницы имеет объем в среднем 42мм³, поверхность 70мм², или на 1 мм³ объема приходится 1,6 мм² поверхности. Зерно ржи имеет средний объем 24 мм³, поверхность 56 мм², или на 1 мм³ объема приходится 2,55 мм² поверхности. Таким образом, поверхность зерен ржи (при равной массе) в 1,6 раз больше, чем зерен пшеницы. В силу этого и соотношение веса частей зерна ржи иное, чем в зерне пшеницы. Зерно ржи содержит оболочек примерно в 1,3 — 1,5 раза больше, чем зерно пшеницы. По данным Е. Казакова (в процентах на сухое вещество) зерно ржи содержит в среднем см. табл. 3:

Таблица 3 — Соотношение анатомических частей зерна ржи
Наименование показателей Эндосперм Зародыш Оболочки:
Плодовые Семенные Алейроновый слой
Содержание частей, % 72,8 – 78,0 2,5 – 3,7 6,3 – 7,4 4,8 – 6,5 8,4 – 12,0
Толщина оболочек, мкм 35 – 45 28 – 42 51 – 68
Зольность, % 0,42-0,5 5,30-6,43 3,24-3,56 2,59-3,02 7,07- 7,53
Плотность, г/см³ 1,464 1,287 1,110

Зерно ржи отличается от пшеницы также по цвету; чаще всего зерно ржи имеет серо-зеленую окраску (в связи с наличием в зернах ржи пигмента хлорофилла), реже — желтую, коричневатую. Эндосперм ржи чаще мучнистый, но может быть полустекловидным и стекловидным. На практике, стекловидность ржи обычно не определяется.

Химический состав зерна ржи

Химический состав ржи отличается следующими особенностями: содержание белковых (азотистых) веществ несколько ниже, чем в пшенице,— оно колеблется от 10 до 17%, составляя в среднем 13,5%. Во ржи находятся белки — глиадин, глютенин, глобулин, альбумин, больше всего глиадина (проламина). Кроме того, белковые вещества ржи отличаются тем, что значительная часть их (около 30% от общего количества белка) растворима в воде. Поэтому белки ржи, хотя и являются гидрофильными коллоидами, но не образуют связанной клейковины, которую можно было бы отмыть от зерна или муки. П.Н. Шибаев и М.М. Самсонов, проводившие опыты по отделению, клейковины от зерна ржи по видоизмененной методике, получили лишь 2-3% слабой неэластичной клейковины.

Среди углеводов ржи первое место по количеству занимает крахмал, которого содержится от 57 до 63%. Крахмал ржи по внешнему строению зерен мало отличается от крахмала пшеницы, но он имеет другие свойства, в частности легче клейстеризуется. При температуре 62,5°C (при соотношении крахмала и воды как 1:50) крахмальные зерна пшеничного крахмала почти не меняют формы, тогда как зерна ржаного крахмала набухают, деформируются, теряют определенную форму и очертания.

Рожь богаче сахарами (глюкозой, фруктозой и сахарозой), чем другие хлебные злаки. Содержание непосредственно редуцирующих сахаров составляет в ней около 0,3%, а сахарозы — 4-5% и иногда до 6%.

Характерной особенностью углеводного комплекса ржи является наличие значительного количества растворимых полисахаридов (левулезанов и др.). В силу этого общее содержание воднорастворимых веществ во ржи более чем вдвое превосходит содержание их в пшенице (в пшенице — 5-7%, во ржи — 12-15%).

Содержание минеральных веществ, клетчатки, жира во ржи почти такое же, как в пшенице.

В целом химический состав ржи (по данным В.С.Смирнова и А.С.Мелениной) можно представить следующим образом:

Таблица 4 — Физико-биохимические свойства зерна ржи
Продукт Зольность, % Содержание, %
Жир Белок Клетчатка Углеводы
Целое зерно 1,70-2,21 1,80-2,25 8,3-17,0 1,32-2,05 57,4-64,0
Зародыш 5,30-6,43 10,7-13,8 34,5-40,7 3,86-4,41 28,3-37,6
Оболочка с алейроновым слоем (отруби) 4,8-10,7 2,4-3,6 15,8-16,2 3,70-4,65 48,2-55,9

Химический состав ржи изменяется в широких пределах (табл. 5) под влиянием различных факторов — зерно ржи, хорошо выполненное, отличается более высоким содержанием крахмала и меньшим — воды и клетчатки, щуплое зерно — большим содержанием клетчатки, золы, жира, азотистых веществ.

Зерно ржи, выросшее в южных и восточных областях, отличается большим содержанием белка и меньшим крахмала, чем зерно, выросшее в западных и северных районах.

Таблица 5 – Аминокислоты зерна ржи и продуктов его переработки, мг на 100г целого продукта
Показатели Зерно ржи Ржаная мука
Сеяная Обдирная Обойная
Вода, % 14,0 14 14 14
Белок, % 9,9 6,9 8,9 10,7
Коэффициент пересчета 5,7 5,7 5,7 5,7
Незаменимые аминокислоты 2770 2190 2760 3170
Валин 457 410 510 520
Изолейцин 360 260 380 400
Лейцин 620 480 580 690
Лизин 370 230 300 360
Метионин 150 100 120 150
Треонин 300 200 260 320
Триптофан 130 100 110 130
Фенилаланин 450 410 500 600
Заменимые аминокислоты 6791 4660 5530 6690
Аланин 459 350 420 480
Аргинин 520 380 420 470
Аспарагиновая кислота 670 500 690 750
Гистидин 200 160 190 200
Глицин 430 310 450 500
Глутаминовая кислота 2660 1770 1970 2470
Пролин 910 480 560 850
Серин 420 380 420 470
Тирозин 280 220 260 290
Цистин 242 110 150 210
Общее количество аминокислот 9561 6850 8290 9860
Лимитирующая аминокислота, скор, % Лиз.-48, тре.-71 Лиз.-74, тре.-72 Лиз.-61, тре.-73 Лиз.-61, тре.-75

На химический состав зерна ржи оказывает влияние и сорт ржи (при посеве в одних районах), но меньшее, чем район произрастания.

Таблица 6 – Витамины зерна ржи и продуктов его переработки, на 100 г. целого продукта
Показатели Зерно ржи Ржаная мука Зародыш зерна Отруби
Сеяная Обдирная Обойная
β–Каротин, мг 0,018 Сл. 0,005 0,010
Токоферол (Е), мг 5,34 2,04 3,66 4,20
Витамин (В6), мг 0,41 0,10 0,25 0,35
Биотин, мкг 6,00 2,00 3,00 5,50
Ниацин, мг 1,30 0,99 1,02 1,16
Никотиновая кислота, мг 1,30 0,87 0,95 1,22 2,85 1,73
Пантотеновая кислота, мг 1,00 0,33 0,84 0,96 1,39 2,31
Рибофлавин (В2), мг 0,20 0,04 0,13 0,15 0,56 0,34
Тиамин (B1), мг 0,44 0,17 0,35 0,42 1,10 0,33
Фолацин, мкг 55,0 35,0 50,0 55,0
Холин , мг

На химический состав ржи заметно влияет крупность зерен — зерна сравнительно мелкие (получающиеся проходом через сито с отверстиями 1,6х20 мм) и отличающиеся низким абсолютным весом (15-18 г) содержат повышенное количество клетчатки и минеральных веществ.

Раньше предполагали, что цвет зерна ржи находится в определенной зависимости от ее химического состава (причем зеленозерная рожь считалась лучшей, чем желтозерная), однако это положение не подтверждается практическими и научными данными.

Таблица 7 – Липиды зерна ржи и продуктов его переработки, г/100 г продукта
Показатели Зерно ржи Ржаная мука
Сеяная Обдирная Обойная
Сумма липидов 2,18 1,39 1,69 1,94
Триглицириды 1,31
Фосфолипиды 0,52
β–Ситостерин 0,06
Жирные кислоты (сумма) 1,46 0,96 1,18 1,41
Насыщенные 0,24 0,15 0,18 0,24
С 14:0 (миристиновая) Сл. Сл. Сл. Сл.
С 16:0 (пальмитиновая) 0,20 0,14 0,16 0,20
С 18:0 (стеариновая) 0,02 Сл. 0,01 0,03
С 20:0 (арахиновая) Сл. 0,01 0,01
Мононенасыщенные 0,23 0,15 0,16 0,22
С 14:1 (миристолеиновая) Сл.
С 16:1 (пальмитолеиновая) 0,01 0,01 0,01 0,01
С 18:1 (олеиновая) 0,20 0,14 0,15 0,20
С 20:1 (гадолеиновая) 0,01 Сл. Сл. 0,01
Полиненасыщенные 0,99 0,66 0,84 0,95
С 18:2 (линолевая) 0,86 0,59 0,74 0,83
С 18:3 (линоленовая) 0,13 0,07 0,10 0,12
Таблица 8 – Углеводы зерна ржи и продуктов его переработки, г/100 г продукта
Показатели Зерно ржи
Моносахариды
Арабиноза 0,92
Галактоза 0,30
Глюкоза 0,05
Ксилоза 0,36
Фруктоза 0,06
Ди-, три-, тетрасахариды
Лактоза
Мальтоза Сл.
Раффиноза 0,10
Сахароза 0,57
Стахиоза
Полисахариды
Гемицеллюлоза 6,90
Клетчатка 2,60
Крахмал 54,0
Пектин 0,20
Таблица 9 – Минеральные вещества зерна ржи и продуктов его переработки, в 100 г продукта
Показатели Зерно ржи Ржаная мука
Сеяная Обдирная Обойная
Зола, % 1,70 0,6 1,2 1,6
Макроэлементы, мг
Калий 424 200 350 396
Кальций 59 19 34 43
Кремний 85
Магний 120 25 60 75
Натрий 4 1 2 3
Сера 85 52 68 78
Фосфор 366 129 189 256
Хлор 46
Микроэлементы, мкг
Алюминий 1670 130 270 1400
Бор 310 35
Ванадий 121
Железо 5380 2920 3500 4100
Йод 9,3 3,9 4,5
Кобальт 7,6
Марганец 2770 800 1340 2590
Медь 460 110 230 350
Молибден 18,0 3,5 6,4 10,3
Никель 30,3
Олово 26,5
Селен 25,8
Титан 175,3
Фтор 67 38 50
Хром 7,2 4,3
Цинк 2040 1140 1230 1950

Где купить цельнозерновые (нерафинированные) продукты переработки зерна ржи?

наследственность | Определение и факты

Донаучные концепции наследственности

Наследственность долгое время была одним из самых загадочных и загадочных явлений природы. Это было так, потому что половые клетки, которые образуют мост, через который наследственность должна проходить между поколениями, обычно невидимы невооруженным глазом. Только после изобретения микроскопа в начале 17-го века и последующего открытия половых клеток можно было понять основы наследственности.До этого времени древнегреческий философ и ученый Аристотель (4 век до н.э.) предположил, что относительный вклад женского и мужского родителей был очень неравным; Считалось, что самка поставляет то, что он называет «материей», а самец — «движением». Институтов Ману , созданных в Индии между 100 и 300 годами н.э., рассматривают роль женщины как роль поля и мужчины как роль семени; новые тела формируются «объединенной операцией семени и поля.В действительности оба родителя одинаково передают характер наследственности, и в среднем дети напоминают своих матерей так же, как и своих отцов. Тем не менее, женские и мужские половые клетки могут сильно различаться по размеру и структуре; масса яйцеклетки иногда в миллионы раз превышает массу сперматозоида.

Древние вавилоняне знали, что пыльцу мужской финиковой пальмы нужно наносить на пестики женского дерева для получения плодов. Немецкий ботаник Рудольф Якоб Камерриус в 1694 году показал, что то же самое верно и в отношении кукурузы (кукурузы).Шведский ботаник и исследователь Каролус Линней в 1760 году и немецкий ботаник Йозеф Готлиб Кёльройтер в серии работ, опубликованных с 1761 по 1798 год, описали скрещивания сортов и видов растений. Они обнаружили, что эти гибриды в целом были промежуточными между родителями, хотя по некоторым характеристикам они могут быть ближе к одному из родителей, а по другим ближе к другому. Kölreuter сравнил потомство реципрокных скрещиваний, то есть скрещиваний сорта A , функционирующих в качестве самки, с сортом B в качестве самца и наоборот, сорт B в качестве самки с A в качестве самца.Гибридные потомства этих реципрокных скрещиваний обычно были одинаковыми, что указывало на то, что, вопреки убеждению Аристотеля, наследственная одаренность потомства происходила в равной степени от женских и мужских родителей. Еще много экспериментов на гибридах растений было проведено в 1800-х годах. Эти исследования также показали, что гибриды обычно были промежуточными между родителями. Они случайно зафиксировали большинство фактов, которые впоследствии заставили Грегора Менделя ( см. ниже) сформулировать свои знаменитые правила и основать теорию гена.По-видимому, никто из предшественников Менделя не видел значения данных, которые накапливались. Общая посредственность гибридов, казалось, лучше всего согласилась с верой в то, что наследственность передавалась от родителей к потомству «кровью», и это убеждение было принято большинством биологов 19-го века, включая английского натуралиста Чарльза Дарвина.

Теория наследственности крови, если это понятие можно отнести к такому названию, действительно является частью научной биологии, предшествующей фольклору.Это подразумевается в таких популярных фразах, как «полукровка», «новая кровь» и «голубая кровь». Это не означает, что наследственность фактически передается через красную жидкость в кровеносные сосуды; существенным моментом является вера в то, что родитель передает каждому ребенку все его характеристики и что наследственная одаренность ребенка представляет собой сплав, смесь одаренности его родителей, бабушек и дедушек и более отдаленных предков. Эта идея обращается к тем, кто гордится тем, что имеет благородную или замечательную линию крови.Однако он поражает, когда замечает, что у ребенка есть некоторые характеристики, которых нет ни у одного из родителей, но у некоторых других родственников или у более отдаленных предков. Еще чаще можно увидеть, что братья и сестры, хотя и демонстрируют семейное сходство в одних чертах, явно различаются в других. Как одни и те же родители могут передавать разные «крови» каждому из своих детей?

Мендель опроверг теорию крови. Он показал (1), что наследственность передается через факторы (теперь называемые генами), которые не смешиваются, а разделяются, (2) что родители передают только половину своих генов каждому ребенку, и они передают различные наборы генов разные дети, и (3) что, хотя братья и сестры получают наследственность от одних и тех же родителей, они не получают одинаковую наследственность (исключение составляют идентичные близнецы).Таким образом, Мендель показал, что, даже если возвышение какого-то предка было полностью отражением его генов, вполне вероятно, что некоторые из его потомков, особенно более отдаленные, вообще не наследовали бы эти «хорошие» гены. В сексуально воспроизводимых организмах, включая людей, каждый человек обладает уникальной наследственной способностью.

Ламаркизм — школа мысли, названная в честь французского биолога и эволюциониста 19-го века Жана-Батиста де Моне, шевалье де Ламарка, — предположившего, что персонажи, приобретенные в течение жизни человека, наследуются его потомством, или, говоря современным языком что изменения, вносимые средой в фенотип, отражаются в аналогичных изменениях в генотипе.Если бы это было так, результаты физических упражнений сделали бы физические упражнения намного легче или даже необязательными для потомства человека. Не только Ламарк, но и другие биологи 19-го века, включая Дарвина, приняли наследство приобретенных признаков. Это было опрошено немецким биологом Августом Вейсманом, чьи знаменитые эксперименты в конце 1890-х годов по ампутации хвостов у поколений мышей показали, что такая модификация не привела ни к исчезновению, ни даже к укорочению хвостов потомков.Вайсманн пришел к выводу, что наследственная одаренность организма, которую он назвал зародышевой плазмой, полностью отделена и защищена от воздействий, исходящих от остальной части тела, называемых соматоплазмой или сомой. Зародышевая плазма-соматоплазма связана с понятиями генотип-фенотип, но они не идентичны и их не следует путать с ними.

Жан-Батист Ламарк Жан-Батист Ламарк. © Photos.com/Thinkstock

Отсутствие наследования приобретенных признаков не означает, что гены не могут быть изменены влиянием окружающей среды; Рентген и другие мутагены, безусловно, меняют их, и генотип популяции может быть изменен путем отбора.Это просто означает, что то, что приобретают родители в их телосложении и интеллекте, не наследуется их детьми. С этими заблуждениями связаны убеждения в «препотенции», то есть в том, что некоторые индивидуумы производят свое наследство на своих потомках более эффективно, чем в других, и в «пренатальном влиянии» или «материнских впечатлениях», то есть в событиях, пережитых беременной женщиной. отражены в конституции ребенка, который будет рожден. Насколько древними являются эти убеждения, предполагается в Книге Бытия, в которой Иаков производит пятнистое или полосатое потомство у овец и коз, показывая стада полосатых прутьев, пока животные размножаются.Другая такая вера — «телегония», восходящая к Аристотелю; он утверждал, что на наследственность человека влияют не только его отец, но и мужчины, с которыми женщина могла вступать в брак и которые стали причиной предыдущих беременностей. Даже Дарвин, еще в 1868 году, серьезно обсуждал предполагаемый случай телегонии: случай кобылы, спарившейся с зеброй, а затем и с арабским жеребцом, благодаря которому кобыла родила жеребенка со слабыми полосами на ногах. Простое объяснение этого результата состоит в том, что такие полосы встречаются в природе у некоторых пород лошадей.

Все эти убеждения, от наследования приобретенных черт до телегонии, теперь должны классифицироваться как суеверия. Они не выдерживают экспериментального исследования и несовместимы с тем, что известно о механизмах наследственности и о замечательных и предсказуемых свойствах генетических материалов. Тем не менее, некоторые люди все еще цепляются за эти убеждения. Некоторые заводчики животных относятся к телегонии серьезно и не считают чистокровными особей, чьи родители по общему признанию «чисты», но чьи матери спаривались с самцами других пород.Советский биолог и агроном Трофим Денисович Лысенко в течение почти четверти века, примерно между 1938 и 1963 годами, мог сделать свою особую марку ламаркизма официальным вероисповеданием в Советском Союзе и подавить большую часть преподавания и исследований в области ортодоксальной генетики. , Он и его партизаны опубликовали сотни статей и книг, якобы доказывающих их утверждения, которые фактически отрицают достижения биологии по крайней мере за предшествующее столетие. Лысенко были официально дискредитированы в 1964 году.

хромосом: определение и структура | Живая наука

У людей 22 пары хромосом и две половые хромосомы. У самок две Х-хромосомы; мужчины имеют Х-хромосому и Y-хромосому. (Фото предоставлено Национальной медицинской библиотекой США).

Хромосомы — это нитевидные молекулы, которые передают наследственную информацию обо всем от высоты до цвета глаз. Они сделаны из белка и одной молекулы ДНК, которая содержит генетические инструкции организма, переданные от родителей.У людей, животных и растений большинство хромосом расположены попарно внутри ядра клетки. У людей есть 22 из этих пар хромосом, называемых аутосомами.

Как определяется пол

У людей есть дополнительная пара половых хромосом, в общей сложности 46 хромосом. Половые хромосомы упоминаются как X и Y, и их комбинация определяет пол человека. Как правило, человеческие женщины имеют две Х-хромосомы, в то время как мужчины обладают XY-спариванием. Эта система определения пола XY встречается у большинства млекопитающих, а также у некоторых рептилий и растений.

Наличие у человека хромосомы XX или XY определяется, когда сперма оплодотворяет яйцеклетку. В отличие от других клеток организма, клетки яйцеклетки и сперматозоида — так называемые гаметы или половые клетки — обладают только одной хромосомой. Гамет получают путем деления клеток мейоза, что приводит к тому, что разделенные клетки имеют половину числа хромосом в качестве родительских или прародительских клеток. В случае людей это означает, что родительские клетки имеют две хромосомы, а гаметы — одну.

Все гаметы в яйцеклетках матери обладают Х-хромосомами.Сперма отца содержит примерно половину Х и половину Y хромосом. Сперма является переменным фактором, определяющим пол ребенка. Если сперма несет Х-хромосому, она объединится с Х-хромосомой яйца, чтобы сформировать женскую зиготу. Если сперма несет Y-хромосому, это приведет к мужчине.

Во время оплодотворения гаметы сперматозоидов соединяются с гаметами яйцеклетки, образуя зиготу. По данным Всемирной организации здравоохранения, зигота содержит два набора из 23 хромосом, для которых требуется 46 лет. Большинство женщин составляют 46XX, а большинство мужчин — 46XY.

Однако есть некоторые варианты. Недавние исследования показали, что у человека может быть множество различных комбинаций половых хромосом и генов, особенно тех, которые идентифицируют себя как ЛГБТ. Например, согласно исследованию, опубликованному в 2014 году в журнале «Психологическая медицина», определенная Х-хромосома, называемая Xq28, и ген хромосомы 8 встречаются с большей распространенностью среди геев.

Несколько рождений из тысячи младенцев рождаются с одной половой хромосомой (45X или 45Y) и называются половой моносомией.Другие рождаются с тремя или более половыми хромосомами (47XXX, 47XYY или 47XXY и т. Д.) И называются полисоломиями. «Кроме того, некоторые мужчины рождаются 46XX из-за перемещения небольшого участка области определения пола Y-хромосомы», — говорится в заявлении ВОЗ. «Точно так же некоторые женщины также рождаются 46XY из-за мутаций в Y-хромосоме. Очевидно, что есть не только женщины, которым XX, и мужчины, которые являются XY, но, скорее, существует ряд хромосомных дополнений, гормональных балансов и фенотипических изменений, которые определить пол.«

Важно помнить, что пол и пол имеют два отдельных определения, и многие культуры включают больше меток, чем просто« мужской »и« женский », чтобы идентифицировать другие.

Структура хромосом X и Y

В то время как хромосомы для другие части тела имеют одинаковый размер и форму — образуя идентичное спаривание — хромосомы X и Y имеют разную структуру

Хромосома X значительно длиннее хромосомы Y и содержит еще сотни генов.Поскольку дополнительные гены в Х-хромосоме не имеют аналогов в Y-хромосоме, Х-гены являются доминантными. Это означает, что почти любой ген на X, даже если он рецессивен у женщин, будет экспрессироваться у мужчин. Они называются Х-сцепленными генами. Гены, обнаруженные только в Y-хромосоме, называются Y-связанными генами и экспрессируются только у мужчин. Гены в любой половой хромосоме можно назвать генами, связанными с полом.

Существует приблизительно 1 098 Х-связанных генов, хотя большинство из них не соответствуют женским анатомическим характеристикам.На самом деле, многие из них связаны с такими расстройствами, как гемофилия, мышечная дистрофия Дюшенна, синдром хрупкого Х и ряд других. Они ответственны за красно-зеленую дальтонизм, считаются наиболее распространенным генетическим заболеванием и чаще всего встречаются у мужчин. Гены, не связанные с половым признаком, также ответственны за облысение у мужчин.

В отличие от большой Х-хромосомы, Y-хромосома содержит только 26 генов. Шестнадцать из этих генов отвечают за поддержание клеток. Девять участвуют в производстве сперматозоидов, и если некоторые из них отсутствуют или имеют дефекты, может произойти низкое количество сперматозоидов или бесплодие.Один ген, называемый геном SRY, отвечает за мужские половые признаки. Ген SRY запускает активацию и регуляцию другого гена, обнаруженного в несексуальной хромосоме, называемой Sox9. Sox9 запускает развитие половых гонад в яички, а не в яичники.

Аномалии половых хромосом

Аномалии в комбинации половых хромосом могут приводить к различным гендерно-специфическим состояниям, которые редко бывают летальными.

Женские отклонения приводят к синдрому Тернера или трисомии X, согласно U.С. Национальная медицинская библиотека. Синдром Тернера возникает, когда у женщин есть только одна Х-хромосома вместо двух. Симптомы включают неспособность половых органов нормально созревать, что может привести к бесплодию, маленькой груди и отсутствию менструаций; невысокий рост; широкий сундук в форме щита; и широкая перепончатая шея.

Синдром трисомии X вызван тремя Х-хромосомами вместо двух. Симптомы включают высокий рост, задержки речи, преждевременную недостаточность яичников или аномалии яичников и слабый мышечный тонус — хотя у многих девушек и женщин симптомы отсутствуют.

Мужчины могут быть затронуты синдромом Клайнфелтера. Симптомы включают развитие молочной железы, аномальные пропорции, такие как большие бедра, высокий рост, бесплодие и маленькие яички.

Дополнительные ресурсы

,
Цитогенетика в исследовании хромосомной перестройки при эволюции и размножении пшеницы

2.1. Хромосомное связывание и in situ гибридизация

Классические цитогенетические методы, такие как хромосомное связывание, в настоящее время актуальны для диких видов растений, а также для полиплоидных видов. Дупликация генома внутри полиплоидов в некоторых случаях затрудняет оценку реорганизации хромосом во время эволюции и гибридизации.

Развитие методов хромосомных полос позволило идентифицировать хромосомы не только по морфологии, но и по индивидуально-специфическим паттернам.Описания результатов хромосомных полос основаны на хромосомной области (полосе) и интенсивности окрашивания, которая отличается от соседних областей. Существует несколько методов хромосомного бэндинга, а именно: C-, N-, F-, Hy-, G-, Re- и AgNOR-бэндинг [3]. Наиболее распространенным методом окрашивания, используемым при анализе геномов злаков, является C-дифференциальное окрашивание (C-banding), впервые продемонстрированное Pardu и Gal [4]. Этот метод идентифицирует участки конститутивного гетерохроматина после денатурации хромосом и последующей обработки реагентом Гимзы.Кариотипы многих зерновых культур, включая полиплоидную пшеницу и их диких сородичей, были охарактеризованы на основе С-полосатости [3, 5, 6, 7, 8]. Использование C-banding позволяет изучать хромосомную перестройку во время эволюции и размножения. Например, Бадаева с соавторами [9] использовали C-banding для анализа 460 образцов полиплоидной пшеницы и 39 форм тритикале (x Triticosecale Wittmack) из 37 стран. Пятьдесят восемь основных типов хромосомных перестроек были идентифицированы. Полученные авторами результаты показали, что хромосомы генома B чаще участвуют в перестройках хромосом, чем хромосомы геномов A и D.

Таким образом, ясно, что подобные исследования необходимы для лучшего понимания законов эволюционных процессов в растительном мире. C-banding в настоящее время также используется для характеристики гибридного материала и сортов пшеницы, особенно когда другие методы анализа не выявляют полиморфизм хромосом [10].

В дополнение к дифференциальному окрашиванию, специфическая картина на хромосомах может быть получена путем гибридизации in situ . Гибридизация in situ является прямым методом локализации последовательностей ДНК на хромосомах.Он основан на способности денатурированных молекул ДНК образовывать дуплексы с гомологичными последовательностями ДНК хромосом на слайде. Гибридизация in situ была впервые выполнена на хромосомах животных [11], а затем применена к хромосомам растений [12]. За свою 50-летнюю историю этот метод претерпел значительные изменения, направленные на повышение чувствительности при обнаружении меченых зондов. Это связано прежде всего с разработкой более простых и эффективных систем мечения ДНК и лучшей визуализацией сигнала гибридизации.В настоящее время флуоресценция гибридизации in situ (FISH) используется для изучения распределения отдельных последовательностей ДНК на хромосомах. Геномная гибридизация in situ (GISH) обычно используется для идентификации чужеродной ДНК или для изучения геномного состава амфиплоидов и гибридов пшеницы.

2.2. Повторяющаяся ДНК как источник маркеров для окрашивания хромосом

Чаще всего различные повторяющиеся последовательности ДНК используются в качестве зондов для FISH. Это неудивительно, поскольку повторы являются самой большой и наиболее быстро развивающейся частью генома.Согласно последним данным секвенирования, на повторяющуюся ДНК приходится около 80% генома злаков [13, 14]. Группы повторов со сходной структурой, образованные путем амплификации из общей исходной последовательности, называются семействами. Семейства повторов отличаются по своей структуре, размеру мономера (от одной до нескольких тысяч нуклеотидных пар), количеству копий и типу пролиферации.

Транспонируемые элементы являются наиболее распространенными повторяющимися элементами и составляют более 90% всей фракции повторяющейся ДНК зерновых.Все семейства транспонируемых элементов объединены в две большие категории — классы по механизму транспозиции (ретротранспозоны и ДНК-транспонируемые элементы). Текущая подробная классификация транспонируемых элементов была описана Wicker et al. [15]. Преимущественно, перемещаемые элементы распределены по хромосомам.

Существуют семейства повторов, члены которых организованы в тандеме и собраны в один или несколько локусов. В зависимости от длины повторяющегося звена (мономера) тандемные повторы делятся на микросателлиты (длина мономера 1–6 п.н.), мини-сателлиты (от 10 до 60 п.н.) и спутники (средняя длина мономера от 100 до 700 п.н.) [16 ].

Фактически, каждая хромосома имеет индивидуальный «рисунок» повторов, который может эффективно использоваться для маркировки и идентификации отдельных хромосом и всего генома.

2.2.1. Тандем повторяется в качестве маркеров для изучения реорганизации хромосом в процессе эволюции.

Эта группа повторяющихся последовательностей ДНК хорошо изучена на растениях, особенно зерновых, и широко используется в качестве маркеров в геномных исследованиях и при идентификации хромосом. В соответствии с их распределением по хромосомам повторяющиеся последовательности можно классифицировать как центромерные, субтеломерные или интеркалярные.В комбинации они генерируют диагностический «образец» на хромосоме. Тандемные повторы, такие как микросателлиты и сателлиты, а также гены рибосомальной РНК наиболее часто используются для маркировки хромосом пшеницы и ее родственников.

Микросателлиты — это повторы с мотивами от 1 до 6 б.п. В геномах растений их также называют простыми повторами последовательностей (SSR) [17]. Микросателлиты широко используются в качестве маркеров ПЦР для картирования хромосом многих видов растений и для маркировки генов в прикладных исследованиях.Микросателлиты также используются в качестве цитогенетических маркеров. Существует несколько исследований, в которых распределение различных микросателлитов по хромосомам T. aestivum было подробно изучено с помощью FISH [18, 19]. Например, динуклеотидные зонды (AT) 10 и (GC) 10 не регистрировали сигнал на хромосомах. Это подтверждает более раннюю гипотезу о том, что геном пшеницы не содержит протяженных кластеров этих микросателлитов [20, 21]. Распределенное распределение по хромосомам было установлено для зондов (AC) 8 и (GCC) 5 .Большие микросателлитные блоки, обнаруженные зондами (AGG) 5 , (CAC) 5 , (ACG) 5 , (AAT) 5 и (CAG) 5 были обнаружены в основном в перицентромерных областях. генома B. Сильные интеркалярные сигналы были обнаружены после гибридизации с зондом (ACT) 5 на ряде хромосом геномов А и В. Molnar и соавторы [22] исследовали распределение микросателлитов (ACG) n и (GAA) n на хромосомах Ae.biuncialis Vis (2n = 4x = 28, U b U b M b M b ) и Ae. geniculata Roth. (2n = 4x = 28, U г U г М г М г ) и на хромосомах их диплоидных предшественников: Ae. умбеллулата жук (UU) и а.е. comosa Sm. В Сибт. И См. (ММ). Они пришли к выводу, что точки разрыва межгенных транслокаций часто локализуются в областях, насыщенных микросателлитными повторами.Таким образом, ряд исследований показал, что зонды на основе микросателлитов могут быть полезны для идентификации хромосом и для лучшего понимания принципов организации хроматина в злаках. Важный методологически значимый результат был получен Cuadrado и Jouve [23]. Они обнаружили, что меченые олигонуклеотиды с повторяющимся моно-, ди-, три- или тетра-нуклеотидным мотивом обладают неожиданной способностью обнаруживать соответствующие локусы SSR даже на неденатурированных хромосомах, что в некоторых случаях может значительно облегчить и ускорить цитологический анализ.

Микросателлит (GAA) n является наиболее широко используемым маркером для идентификации хромосом. Первые работы по его локализации в геноме злаков были выполнены в конце ХХ века [24]. Микросателлит GAA использовался в качестве маркера для идентификации и сортировки полиплоидных хромосом пшеницы [25, 26]. Филогенетические исследования с использованием микросателлита GAA ранее были проблематичными из-за дефицита сигналов гибридизации на A- и D-геномах и наличия ряда основных сайтов гибридизации на B- / G-геномах [19, 26].

В последние годы появились дополнительные публикации с использованием микросателлитов GAA для идентификации хромосом A-генома диплоидных видов пшеницы и для филогенетического анализа. Две работы, опубликованные в 2012 году, включали данные о кариотипическом анализе отдельных образцов T. monococcum L. и T. urartu с использованием олигонуклеотидного зонда (GAA) , 9 или фрагментов GAA, полученных с помощью ПЦР из геномной ДНК пшеницы [ 27, 28]. Мы провели сравнительный анализ хромосом A-генома у диплоидных и полиплоидных сортов пшеницы, состоящих из двух эволюционных линий, Timopheevi и Emmer, с использованием зонда pTm30, клонированного из T.геном monococcum и содержащие (GAA) 56 микросателлитные последовательности (рис. 1) [29].

Рисунок 1.

РЫБЫ с зондами (GAA) n (зеленый) и pTa71 (красный) на хромосомах диплоидных видов Triticum: (a) T. monococcum (в соответствии с K-18140), (b) T. boeoticum Boiss (согласно K-25811), (c) T. boeoticum (согласно PI427328) и (d) T. urartu (согласно IG45298).

У диких диплоидных видов было обнаружено до четырех сайтов pTm30, расположенных на хромосомах 1AS, 5AS, 2AS и 4AL, хотя большинство образцов содержали один-два (GAA) n сайта (рис. 1).Локусы (GAA) n на хромосомах 2AS, 4AL и 5AL, обнаруженные в T. dicoccoides , были сохранены в T. durum Desf. и T. aestivum . У видов рода Timopheevi только один большой (GAA) n сайт был обнаружен в коротком плече хромосомы 6A t [29].

Было показано, что изменения в распределении (GAA) n-последовательностей на хромосомах A-генома диплоидной и полиплоидной пшеницы связаны с хромосомными перестройками / модификациями, включающими главным образом хромосомы, несущие NOR (область организатора ядрышка), на протяжении всей эволюции диких и одомашненных видов.

Спутниковые повторяющиеся единицы ДНК длиннее, чем 100 п.н. Эти последовательности характеризуются высоким уровнем копирования (10 4 –10 6 ) и образуют кластеры повторов, длину которых довольно сложно оценить с помощью высокопроизводительного секвенирования геномов из-за «выброса» Основная часть тандема повторяется во время этого процесса. Более ранние исследования геномов злаков с использованием гель-электрофореза в импульсном поле позволили оценить длину областей тандемных повторов в кластере как 90–600 т.п.н. [30].Сателлитная ДНК может составлять до 5% генома и является причиной значительных различий в содержании блоков ДНК гетерохроматина у близкородственных видов. Из-за большого количества копий сателлитной ДНК в хромосомном локусе они хорошо обнаруживаются в анализе FISH.

Можно выделить следующие семейства сателлитной ДНК, чьи единицы (в виде клонированных последовательностей ДНК или фрагментов ПЦР) были успешно использованы для анализа генома видов пшеницы и Triticeae, включая изучение реорганизации геномов во время эволюции:

  1. Семейство повторов pAs1 / Afa / pHcKB6 / dpTa1 [31, 32], локализованных преимущественно в субтеломерной и интеркалярной хромосомных областях Ae.tauschii , D-геном T. aestivum , виды рода Hordeum , Elymus и ряд других видов.

  2. Семейство повторов 120 п.о. / pSc119.2 [33], широко распространенное в субтеломерных и интеркалярных областях хромосом у многих видов племени Triticeae (рис. 2) и в близкородственном племени Avenae [34]. Это семейство повторов было впервые выделено из Secale cereale L. и описано как одно из семейств теломерного ржаного гетерохроматина [35].

  3. Семейство повторов 350 п.о. / pSc200 / pSc74 и pSc250, которые являются основными тандемными повторами теломерного гетерохроматина в ржи Secale cereale [36]. В ходе эволюции эти последовательности были амплифицированы в геноме отдельных видов Secale , а также в некоторых видах родов Agropyron и Dasypyrum племени Triticeae.

  4. pAesKB52 / pGC1R-1 / Spelt52 являются тандемными повторами субтеломерных областей хромосом Ae.speltoides , Ae. longissima Schweinf & Musch L. и Ae. sharonensis Eig (рис. 2) [37].

  5. Spelt1 представляет собой геном-специфическую последовательность, связанную с теломерным гетерохроматином Ae. speltoides (рис. 2). Последовательности этого семейства еще не были обнаружены методами гибридизации в геномах других видов Triticeae, за исключением T. monococcum (слабый сигнал гибридизации) и полиплоидных видов, образованных с участием Ae.speltoides [37].

Рисунок 2.

РЫБЫ к митотическим метафазным хромосомам. (а и в) Ae. speltoides, (б) Ae. longissima, и (d) гибридная линия (T. aestivum × Ae. speltoides). Были использованы следующие комбинации датчиков: (a) pSc119.2 (зеленый) и Spelt52 (красный), (b) pSc119.2 (красный) и Spelt52 (зеленый) и (c и d) pSc119.2 (красный) и Spelt1 (зеленый) ).

Зонды, pSc119.2 и pAs1, чаще всего используются для внутривидовой идентификации хромосом племени Triticeae методом FISH.Таким образом, одновременная гибридизация двух ДНК-зондов (pSc119.2 и pAs1) позволяет идентифицировать 17 (из 21) хромосом генома обыкновенной пшеницы [34, 38].

Комбинация зондов pSc119.2 и Spelt52 эффективна для изучения всех видов Aegilops сечения Sitopsis (предполагаемых доноров генома B / G полиплоидной пшеницы) (рис. 2). Комбинация зондов pSc119.2 и Spelt1 эффективна только для Ae. speltoides идентификация хромосом (рис. 2) [37].S-геномы видов Aegilops в сечении Sitopsis очень похожи на B-геном обычной пшеницы. Соответственно, GISH с ДНК этих видов затруднен на гибридных линиях пшеницы. Поэтому мы использовали FISH с зондами Spelt1 и Spelt52 для идентификации генетического материала Aegilops в исследованных линиях (рис. 2). Одновременная гибридизация с зондами pSc119.2 и pAs1 позволяет идентифицировать хромосомы пшеницы.

Различный уровень гомологии в различных семействах тандемных повторов зависит от скорости гомогенизации повторов в кластере, в пределах каждого генома и вида.Семейство Spelt1 высоко консервативно, в соответствии с секвенированием 10 последовательностей Spelt1, выделенных из различных образцов Ae. speltoides , что свидетельствует о высоком уровне гомологии (98%) [37]. Следует отметить, что чаще отмечался высокий уровень межвидового полиморфизма семейств сателлитных ДНК. Это говорит о том, что возможно получить эффективные зонды для идентификации хромосом изучаемых видов путем клонирования последовательностей ДНК повторяющихся семейств этих видов.

Сообщения об обнаружении новых семейств высокоповторных последовательностей ДНК все еще появляются, несмотря на существование большого количества зерновых тандемных повторов, уже описанных. Ранее неизвестный класс повторяющихся последовательностей ДНК под названием «жир» был идентифицирован в геноме обыкновенной пшеницы [39]. Жировые повторы организованы в кластеры, но с распределенным распределением по всему геному. Содержание жировых элементов значительно различается по геномам разных видов злаков. Наибольшая интенсивность гибридизации была обнаружена в D-геноме пшеницы и Aegilops и в геноме S Agropyron .Эта последовательность не была обнаружена у овса или одомашненного ячменя Hordeum vulgare L, но присутствовала в минимальных количествах у других видов рода Hordeum . Исходя из этого, был сделан вывод, что жировой элемент впервые появился в эволюции злаков после расхождения овса при отделении домашнего ячменя от родственных трав. Наиболее интенсивная гибридизация Fat-повторов в виде большого кластера сигналов характеризует хромосомы 4-й гомеологической группы пшеницы и Aegilops .Эта последовательность обнаружена только в хромосомах D-генома пшеницы и Aegilops , что позволяет использовать ее в качестве маркера FISH для идентификации хромосом и изучения реорганизации хромосом в процессе эволюции.

Для открытия новых зондов Komuro et al. Исследовали 2000 плазмидных клонов пшеницы. [40]. Среди них 47 клонов дали сильный дискретный сигнал на хромосомах пшеницы. Особенно ценно объединение последовательностей pTa-535, pTa-713 и pTa-86 (гомолог pSc119), что позволяет полностью идентифицировать все 21 пары хромосом пшеницы.

Кроме того, представляется многообещающим использование олигонуклеотидов, синтезированных для различных сайтов в вышеупомянутых семействах повторов, идентифицированных при высокопроизводительном секвенировании, включая данные секвенирования по отдельным хромосомам пшеницы, сделанные для идентификации хромосом. Было показано, что эти зонды обеспечивают более простой, быстрый и более рентабельный метод анализа FISH пшеницы и гибридов [41, 42].

2.2.2. Рибосомные гены

Важным и хорошо изученным семейством тандемных повторов является семейство рибосомных генов РНК (рРНК).Детальный анализ мономеров и кластерной организации был проведен для этих генов. Их локализация на хромосомах у разных видов злаков и возможные механизмы эволюционной изменчивости, включая процессы дивергенции и гомогенизации, были описаны Hillis et al. [43]. Существует два класса рРНК-генов в геноме злаков: гены, кодирующие 5S рРНК и 45S рРНК. 45S и 5S рДНК расположены независимо друг от друга, даже в тех случаях, когда они оба локализованы на одном плече хромосомы.

45S рДНК зерновых содержит кодирующую область и нетранскрибированную спейсерную последовательность. Область гена включает три последовательности ДНК, кодирующие 18S, 5.8S и 26S рРНК, которые разделены внутренне транскрибированными спейсерными последовательностями. Полиморфизм существует в количестве локусов 45S рДНК в геномах видов Triticeae. «Основные» локусы этих генов расположены на коротких плечах гомеологичных хромосомных групп 1, 5 и 6. Ядерообразующие области обнаружены на хромосомах 1A, 1B, 6B и 5D T.Aestivum [44]. Кроме того, также присутствуют минорные локусы 45S рДНК, в которых активный синтез РНК не наблюдается.

Гены, кодирующие 5S рРНК, имеют наименьшую длину повторяющихся звеньев среди рибосомных генов (320–500 п.н.). Повторяющаяся единица 5S рДНК содержит консервативную кодирующую область размером 120 п.н. и вариабельную нетранскрибируемую спейсерную последовательность. В злаковых гаплоидных геномах содержится от 1000 до 4000 копий генов 5S рРНК на гаплоидный геном. В геномах Triticeae различают два подсемейства 5S рДНК в зависимости от длины спейсера: 5SDna1 (200–345 п.н.) и 5SDna2 (350–380 п.н.).Гибридизация 5S-повторов на хромосомах различных видов Triticeae показала, что у большинства видов они находятся в гомеологических группах 1 и 5. Анализ распределения хромосом в подсемействах 5SDna1 и 5SDna2 показал, что короткие единицы 5S рДНК имеют преимущественную локализация на хромосомах гомеологической группы 1, а длинные единицы расположены на группе 5. Было показано, что гены 5S рРНК с длиной мономера 290 п.н. расположены на хромосомах 1B и 1D обычной пшеницы, а также гены с длиной мономера 410 п.н. расположены на хромосомах 5B и 5D [45].Дальнейшая работа по выделению и секвенированию отдельных мономеров привела к разделению генов 5S рРНК на большее количество подсемейств [46].

Анализ данных секвенирования хромосомы 5B, а также отдельных ВАС-клонов, содержащих 5S рДНК, показал, что длинные и короткие типы субъединиц могут располагаться на одной хромосоме, но они образуют отдельные кластеры, прерываемые вставкой мобильных элементов [47] ,

Наличие консервативных (кодирующих) и полиморфных (некодирующих) последовательностей в рДНК способствовало их широкому использованию в качестве молекулярных маркеров в филогенетике.РДНК 5S и 45S также широко используются в качестве цитогенетических маркеров для FISH из-за их большого количества копий и локализации в определенных областях хромосом. Был проведен ряд филогенетических исследований с использованием индивидуально клонированных копий 45S и 5S рДНК для пшеницы и ее родственников [48, 49]. Интересным фактом является то, что среди Triticum и Aegilops два вида ( T. timopheevii и Ae. Speltoides ) утратили локус 5S рДНК на хромосоме гомеологичной группы 1 (1G и 1S, соответственно) во время эволюции [50].

2.2.3. Переносимые генетические элементы как маркеры геномных перестроек

Другим классом повторяющихся ДНК, широко представленным в геноме растений, являются переносимые генетические элементы (TE), которые делятся на два класса: элементы класса I (ретротранспозоны) и элементы класса II ( ДНК-переносимые элементы).

В настоящее время представляется вероятным, что разнообразные TE, которые имеют преимущественно дисперсную хромосомную локализацию, являются основными вкладчиками в наблюдаемую межвидовую дифференцировку хромосом, выявленную геномной гибридизацией in situ (GISH).GISH, метод, основанный на гибридизации меченой геномной ДНК одного вида с метафазными хромосомами другого вида или гибрида, широко используется для оценки степени гомологии генома. GISH служит уникальным подходом к изучению формирования геномов полиплоидных видов и выявлению характера их взаимоотношений, анализу интрогрессии чужеродного генетического материала и локализации точек разрыва в межгенных транслокациях у отдаленных гибридов [51, 52].

Разработка библиотек BAC (бактериальная искусственная хромосома), содержащих клоны с очень большими вставками (> 100 т.п.н.) геномной ДНК, открыла новые возможности для изучения реорганизации геномов посредством гибридизации BAC in situ (BAC-FISH).Локализация ВАС-клонов на хромосомах в основном связана с семействами ТЕ в их составе. Таким образом, проведение BAC-FISH на хромосомах пшеницы показало различную локализацию BAC в геноме в зависимости от того, какое семейство TE или других повторов присутствовало в них [53, 54].

Интересно отметить дифференциальную амплификацию отдельных членов семейств ретротранспозонов, принадлежащих к подклассу Ty3- Gypsy -ретротранспозонов в геномах диплоидных видов, которая сохраняет геномную специфичность у аллополиплоидных пшениц (рис. 3) [55, 56] ,

Таким образом, анализ FISH клона BAC (BAC_2383A24) продемонстрировал его преимущественную локализацию в хромосомах B-генома аллополиплоидных пшениц и его предполагаемого диплоидного предшественника Ae. speltoides (рис. 3).

Рисунок 3.

РЫБЫ к митотическим метафазным хромосомам (а) Ae. speltoides и T. urartu, (b) T. urartu и Ae. tauschii, и (c) T. aestivum. С помощью комбинаций зондов: (a) клон BAC 2383A24 (зеленый), (b) клон BAC 112D20 (красный), (c) клон BAC 2383A24 (зеленый) и клон BAC 112D20 (красный).

Анализ полной нуклеотидной последовательности BAC_2383A24 показал, что три элемента семейства ретротранспозонов LTR цыган Fatima составляют 47,2% всех ретротранспозонов LTR в этом BAC. Филогенетический анализ, так же как и FISH, показал, что эти элементы Fatima преимущественно находятся в геноме B обыкновенной пшеницы и его предполагаемом предшественнике Ae. speltoides (рис. 3). Подобные подходы, включая гибридизацию с клоном BAC 112D20, продемонстрировали, что семейство Lila Ty3- цыганских -ретротранспозонов происходит преимущественно из D-генома и его предшественника Ae.Таущий . Множественные FISH с обоими клонами позволяют идентифицировать все три субгенома гексаплоидной пшеницы (рис. 3).

Датирование инсерции ретротранспозонов LTR показало, что пролиферация TE в основном происходила у этого диплоидного вида до того, как он вступил в аллополиплоидию [55, 57].

Хромосомный состав ржи: ХРОМОСОМНЫЙ СОСТАВ ПШЕНИЧНО-РЖАНЫХ ЛИНИЙ И ВЛИЯНИЕ ХРОМОСОМ РЖИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ И НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫЕ ПРИЗНАКИ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.