Починаючи з 1990-х років у селекції пшениці та інших зернових культур зародився принципово новий тренд — створення сортів з кольоровим (фіолетовим, синім, чорним) зерном, який нині набирає потужних обертів у багатьох країнах світу, зокрема й в Україні. Це новітній напрям досліджень спрямований на істотне поліпшення харчових характеристик зерна шляхом біофортифікації біоактивними пігментами антоціанами з високим рівнем антиоксидантної активності. В Інституті фізіології рослин і генетики НАН України розгорнуто масштабні програми створення селекційного матеріалу для отримання нових сортів м’якої пшениці й пшениці спельти з кольоровим зерном та істотно поліпшеним за рахунок високої антиоксидантної активності харчовим функціональним статусом зерна. З огляду на це, метою роботи був аналіз отриманих нами селекційніх ліній пшениці спельти з фіолетовим зерном за їх продуктивністю та якістю. Як стандарти використано сорт м’якої пшениці Чорноброва та сорт пшениці спельти Зоря України. Серед досліджених ліній виділено генотипи з легким (80 %) обмолотом зерна. Показано, що більшість селекційних ліній поступаються м’якій пшениці за продуктивністю. Встановлено, що 12 генотипів мають істотно більший вміст білка, ніж сорт м’якої пшениці Чорноброва, але вірогідно не відрізняються від сорту спельти Зоря України. Лінії УК 3999С/23, УК 3922С/23, УК 3933С/23, УК 3996С/23 показали істотно більший збір білка з гектара, ніж сорти-стандарти спельти та м’якої пшениці. За вмістом клейковини більшість ліній вірогідно не відрізняються від сорту спельти Зоря України. Виявлено, що у ліній спельти середній показник твердозерності варіює від позитивного значення (+29,8) до негативного (—22,0). Показано, що індекс седиментації у спельти нижчий, ніж у м’якої пшениці. За всіма показниками хлібопекарської якості борошна вивчені лінії спельти поступаються пшеничному, однак мають вищу, ніж у сорту Зоря України, загальну хлібопекарську оцінку. Підтверджено, що зразки спельти з вищим вмістом білка характеризуються вищою водопоглинальною здатністю. За результатами багаторічних доборів до Державного сортовипробування передано новий сорт спельти Добра новина з фіолетовим зерном.
Ключові слова: Triticum spelta L., селекційні лінії, фіолетове зерно, продуктивність, якість зерна
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Chrpova, J., Grausgruber, H., Weyermann. V., Buerstmayr. M., Palicova. J., Kozova, J., TravnПckova, M., Nguyen, Q.T., Amores, J.E.M., Buerstmayr, H. & Janovska, D. (2021). Resistance of winter spelt wheat [Triticum aestivum subsp. spelta (L.) Thell.] to fusarium head blight. Front. Plant. Sci., 12:661484. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.661484
2. Diordiieva, I.P., Riabovol, I.S., Riabovol, L.O., Babii, M.M., Fedorenko, S.V., Serzhuk, O.P., Maslovata, S.A., Liubchenko, A.I., Novak, Z.M. & Liubchenko, I.O. (2024). Breeding and genetic improvement of spelt wheat (Triticum spelta) by interspecific hybridization. Regul. Mech. Biosyst., 15, No. 3, pp. 463-468. https://doi.org/10.15421/022465
3. Huertas-Garcia, A., Tabbita, F., Alvarez, J., Sillero, J.C., Ibba, M., Rakszegi, M. & Guzman, C. (2023). Genetic variability for grain components related to nutritio l quality in spelt and common wheat. J. Agric. Food Chem., 71, No. 28, pp. 10598-10606. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c02365
4. Rybalka, O.I., Polyshchuk, S.S., Chervonys, M.V., Morgun, V.V. & Morgun, B.V. (2024). Unique spelt wheat (Triticum aestivum ssp. Spelta L.) with dark-purple grain color. Fiziol. rast. genet., 56, No. 5, pp. 419-430. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/frg2024.05.419
5. Kraska, P., Andruszczak, S., Gawlik-Dziki, U., Dziki, D. & Kwiecinska-Poppe, E. (2020). Wholemeal spelt bread enriched with green spelt as a source of valuable nutrients. Processes, 8, No. 4, 389. https://doi.org/10.3390/pr8040389
6. Dinu, M., Whittaker, A., Pagliai, G., Benedettelli, S. & Sofi, F. (2018). Ancient wheat species and human health: Biochemical and clinical implications. J. Nutr. Biochem., 52, pp. 1-9. https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2017.09.001
7. Geisslitz, S., Longin, C.F.H., Scherf, K. & Koehler, P. (2019). Comparative study on gluten protein composition of ancient (einkorn, emmer and spelt) and modern wheat species (durum and common wheat). Foods, 8, No. 9, 409. https://doi.org/10.3390/foods8090409
8. Porto, A.L., Ingraffia, R., Amato, G., Frenda, A.S., Gargano, G., Guarino, S., Ruisi, P., Viola, E., Settanni, L. & Giambalvo, D. (2025). Evaluation of einkorn, emmer and spelt genotypes through an integrated approach: Agronomic performance, chemical composition, aromatic profile, bread characteristics and consumers' perception. J. Cereal Sci., 104303. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2025.104303
9. Valsalan, A., Hucl, P. & Malalgoda, M. (2025). Evaluating the breadmaking potential of wholemeal flours from einkorn, emmer, and spelt grown in the Canadian prairies. Cereal Chem., 102, No. 3, pp. 506-519. https://doi.org/10.1002/cche.10865
10. Escarnot, E., Agneessens, R., Wathelet, B. & Paquot, M. (2010). Quantitative and qualitative study of spelt and wheat fibres in varying milling fractions. Food Chem., 122, No. 3, pp. 857-863. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.02.047
11. Hammed, A.M. & Simsek, S. (2014). Hulled wheats: a review of nutritional properties and processing methods. Cereal Chem., 91, No. 2, pp. 97-104. https://doi.org/10.1094/CCHEM-09-13-0179-RW
12. Filip№ev, B., ћimurina, O., Bodroыa-Solarov, M. & Obreht, D. (2013). Comparison of the bread-making performance of spelt varieties grown under organic conditions in the environment of northern Serbia and their responses to dough strengthening improvers. Hemijska Industrija, 67, No. 3, pp. 443-453. https://doi/org/10.2298/HEMIND120606083F https://doi.org/10.2298/HEMIND120606083F
13. Kohajdov«, Z. & Karovi№ov«, J. (2008). Nutritional value and baking applications of spelt wheat. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment., 7, No. 3, pp. 5-14.
14. Longin, C.F.H., Afzal, M., Pfannstiel, J., Bertsche, U., Melzer, T., Ruf, A., Heger, C., Pfaff, T., Schollenberger. M. & Rodehutscord, M. (2023). Mineral and phytic acid content as well as phytase activity in flours and breads made from different wheat species. Int. J. Mol. Sci., 24, No. 3:2770. https://doi.org/10.3390/ijms24032770
15. Boukid, F., Folloni, S., Sforza, S., Vittadini, E. & Prandi, B. (2018). Current Trends in Ancient Grains-Based Foodstuffs: Insights into Nutritional Aspects and Technological Applications. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., 17, No. 1, pp. 123-136. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12315
16. RodrHguez-Quijano, M., Vargas-Kostiuk., M.E., Ribeiro, M. & Callejo, M.J. (2019). Triticum aestivum ssp. vulgare and ssp. spelta cultivars. 1. Functional evaluation. Eur. Food Res. Technol., 245, pp. 1561-1570. https://doi.org/10.1007/s00217-019-03263-7
17. Frakolaki, G., Giannou, V., Topakas, E. & Tzia, C. (2018). Chemical characterization and breadmaking potential of spelt versus wheat flour. J. Cereal Sci., 79, pp. 50-56. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2017.08.023
18. Koenig, A., Konitzer, K., Wieser, H. & Koehler, P. (2015). Classification of spelt cultivars based on differences in storage protein compositions from wheat. Food Chem., 168, pp. 176-182. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.040
19. Garg, M., Kaur, S., Sharma, F., Kumari, A., Tiwari, V., Sharma, S., Kapoor, P., Sheoran, B., Goyal, A. & Krishania, M. (2022). Rising demand for healthy anthocyanin biofortified colored wheat is a new research trend. Front. Nutr., 9, pp. 1-23. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.878221
20. Gamel, T.H., Saeed, S.M.G., Ali, R. & Abdel-Aal, E.-S.M. (2023). Purple Wheat: Food Development, Anthocyanin Stability, and Potential Health Benefits. Foods, 12, 1358. https://doi.org/10.3390/foods12071358
21. Lin, B., Gong, C., Song, H. & Cui, Y. (2017). Effects of anthocyanins on the prevention and treatment of cancer. Br. J. Pharmacol., 174, pp. 1226-1243. https://doi.org/10.1111/bph.13627
22. Cerletti, C., De Curtis, A., Bracone, F., Diges, C., Morganti, A. & Iacoviello, L. (2016). Dietary anthocyanins and health: data from Flora and Athena EU projects. Br. J. Clin. Pharmacol., 83, pp. 103-106. https://doi.org/10.1111/bcp.12943
23. Dhua S., Kumar K., Kumar Y., Singh L. & Sharanagat V.S. (2021). Composition, characteristics and health promising prospects of black wheat: a review. Trends Food Sci. Technol., 112, pp. 780-794. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.04.037
24. Sharma, S., Khare, P., Kumar, A., Chunduri, V., Kumar, A., Kapoor, P., Mangal, P., Kondepudi, K.K., Bishnoi, M. & Garg, M. (2020). Anthocyanin-biofortified colored wheat prevents high fat diet-induced alterations in mice: Nutrigenomics studies. Mol. Nutr. Food Res., 64, 1900999. https://doi.org/10.1002/mnfr.201900999
25. Abdel-Aal, E.-S.M., Hucl, P. & Rabalski, I. (2018). Compositional and antioxidant properties of anthocyanin-rich products prepared from purple wheat. Food Chem., 254, pp. 13-29. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.01.170
26. Garg, M., Chawla, M., Chunduri, V., Kumar, R., Sharma, S., Sharma, N.K., Kaur, N., Kumar, A., Mundey, J.K. & Saini, M.K. (2016). Transfer of grain colors to elite wheat cultivars and their characterization. J. Cereal Sci., 71, pp. 138-144. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2016.08.004
27. Knievel, D.C., Abdel-Aal, E.S., Rabalski, I., Nakamura, T. & Hucl, P. (2009). Grain color development and the inheritance of high anthocyanin blue aleurone and purple pericarp in spring wheat (Triticum aestivum L.). J Cereal Sci., 50, No. 1, pp. 113-120. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2009.03.007
28. Jiang, W., Liu, T., Nan, W., Jeewani, D.C., Niu, Y., Li, C., Wang, Y., Shi, X., Wang, C., Wang, J., Li, Y., Gao, X. & Wang, Z. (2018). Two transcription factors TaPpm1 and TaPpb1 co-regulate anthocyanin biosynthesis in purple pericarps of wheat. J. Exp. Bot., 69, No. 10, pp. 2555-2567. https://doi.org/10.1093/jxb/ery101
29. Singh, K., Ghai, M., Garg, M., Chhuneja, P., Kaur, P. & Schnurbusch, T. (2007). An integrated molecular linkage map of diploid wheat based on a Triticum boeoticum x T. monococcum RIL population. Theor. Appl. Genet., 115, pp. 301-312. https://doi.org/10.1007/s00122-007-0543-z
30. Martinek, P., Jirsa, O., Vaculova, K., Chrpova, J., Watanabe, N. & Bureлova, V. (2014). Use of wheat gene resources with different grain colour in breeding. Proc. Tagungsband der 64 Jahrestagung der Vereinigung der Pflanzenzтchter und Saatgutkaufleute љsterreichs. Raumberg-Gumpenstein, 64, pp. 75-78. https://www.researchgate.net/publication/259990697
31. Rybalka O.I., Morhun V.V., Morgun B.V., Polishchuk S.S. (2025). For the first time in thousands of years: colored cereal grains as the functional food of the future. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr., 7, pp. 7-27. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/visn2025.07.007
32. Rybalka, O.I. (2011). Quality of wheat and her improvement. Kyiv: Logos [in Ukrainian].
33. Tkachyk, S.O., Kyienko, Z.B. & Prysyazhnyuk, L.M. (Eds.). (2016). Methodology for conducting qualification assessments of plant varieties for suitability for distribution in Ukraine. Methods for determining the quality indicators of crop production. Vinnytsia: Ukrainian Institute for Plant Variety Testing [in Ukrainian].
34. Yeshchenko, V.O., Kopytko, P.G., Kostogryz, P.V. & Opryshko, V.P. Fundamentals of scientific research in agronomy. Vinnytsia: TD Edelweiss and K [in Ukrainian].
35. Wang, Y., Wang, Z., Chen, Y., Lan, T., Wang, X., Liu, G., Xin, M., Hu, Z., Yao, Y., Ni, Z. & Sun, Q. (2024). Genomic insights into the origin and evolution of spelt (Triticum spelta L.) as a valuable gene pool for modern wheat breeding. Plant Communications, 5, No. 5, 100883. https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.100883
36. Alvarez, J.B. (2021). Spanish Spelt Wheat: From an Endangered Genetic Resource to a Trendy Crop. Plants, 10, No. 12:2748. https://doi.org/10.3390/plants10122748
37. Eticha, F., Grausgruber, H., Siebenhandl-Ehn, S. & Berghofer, E. (2011). Some agronomic and chemical traits of blue aleurone and purple pericarp wheat (Triticum L.). J. Agric. Sci. Technol., 1, pp. 48-58.
38. Ma, D., Zhang, J., Hou, J., Li, Y., Huang, X., Wang, C., Lu, H., Zhu, Y., Guo, T. (2018). Evaluation of yield, processing quality, and nutritional quality in different colored wheat grains under nitrogen and phosphorus fertilizer application. Crop Sci., 58, pp. 402-415. https://doi.org/10.2135/cropsci2017.03.0152
39. Rasool, G. (2021). Morphological evaluation of wheat genotypes for grain yield under arid environment of Balochistan. Pure Appl. Biol., 10, No. 4, pp. 1441-1449. https://doi.org/10.19045/bspab.2021-100150
40. Hafeez, M.B., Ghaffar, A., Zahra, N., Ahmad, N., Shair, H., Farooq, M. & Li, J. (2024). Exogenous application of plant growth regulators improves economic returns, grain yield and quality attributes of late-sown wheat under saline conditions. Int. J. Plant Prod., 18, No. 2, pp. 217-228. https://doi.org/10.1007/s42106-024-00285-4
41. Taka№, V., TЩth, V., Rakszegi, M., Mikiє, S., Mirosavljeviє, M. & Kondiє-лpika, A. (2021). Differences in processing quality traits, protein content and composition between spelt and bread wheat genotypes grown under conventional and organic production. Foods, 10, No. 1, 156. https://doi.org/10.3390/foods10010156
42. Iqbal, A., Ahmad, N., Roman, M., Hlisnikovskъ, L., JiйH, H. & Hejcman, G. (2026) Performance assessment of diverse spelt wheat (Triticum spelta L.) genotypes across three years seasons in Central Europenternational. Int. J. Plant Prod., 20:28. https://doi.org/10.1007/s42106-026-00412-3
43. Fatiukha, A., Filler, N., Lupo, I., Lidzbarsky, G., Klymiuk, V., Korol, A.B., Pozniak, C., Fahima, T. & Krugman, T. (2020). Grain protein content and thousand kernel weight QTLs identified in a durum ' wild emmer wheat mapping population tested in five environments. Theor. Appl. Genet., 133, No. 1, pp. 119-131. https://doi.org/10.1007/s00122-019-03444-8
44. Bhave, M. & Morris, C. (2008). Molecular genetics of puroindolines and related genes: allelic diversity in wheat and other grasses. Plant Mol. Biol., 66, pp. 205-219. https://doi.org/10.1007/s11103-007-9263-7
45. Kulathunga, J., Reuhs, B.L., Zwinger, S. & Simsek, S. (2021). Comparative Study on Kernel Quality and Chemical Composition of Ancient and Modern Wheat Species: Einkorn, Emmer, Spelt and Hard Red Spring Wheat. Foods, 10, No. 4, 761. https://doi.org/10.3390/foods10040761
46. џwieca, M., Dariusz, D., Gawlik-Dziki, U., RЩьyYo, R., Andruszczak, S., Kraska P., Kowalczyk, D., PaYys, E. & Baraniak B. (2014). Grinding and Nutritional Properties of Six Spelt (Triticum aestivum ssp. spelta L.) Cultivars. Cereal Chem., 91, No. 3, pp. 247-254. https://doi.org/10.1094/CCHEM-02-13-0019-R
47. Podolska, G., Aleksandrowicz, E. & SzafraXska, A. (2020). Bread making potential of Triticum aestivum and Triticum spelta species. Open Life Sci., 15, No. 1, pp. 30-40. https://doi.org/10.1515/biol-2020-0004
48. TЩth, V., L«ng, L., Vida, G., MikЩ, P. & Rakszegi, M. (2022). Characterization of the protein and carbohydrate related quality traits of a large set of spelt wheat genotypes. Foods, 11, No. 14, 2061. https://doi.org/10.3390/foods11142061
49. Morgun, V.V., Radchenko, O.M. & Dubrovna, O.V. (2025). Spelt wheat: biological properties and economic significance. FTzTol. rosl. genet., 57, No. 2, pp. 117-136. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/frg2025.02.117
50. Garg, M., Mikiko, Y., Hiroyuki, T. & Hisashi, T. (2014). Introgression of useful genes from Thinopyrum intermedium to wheat for improvement of breadmaking quality. Plant Breed., 133, No. 3, pp. 327-334. https://doi.org/10.1111/pbr.12167