Increasing grain yield while maintaining baking quality in Canada Western Red Spring wheat

Abstract

Abstract Grain protein concentration (GPC) is considered one of the most important quality factors, and it has remained a major culling criterion in the Canadian wheat cultivar development and registration process. However, grain protein composition also plays a critical role in determining the end-use quality of cereal-based products. The objective of this study was to determine whether high-yielding, lower protein Canada Western Red Spring (CWRS) analog wheat lines can exhibit acceptable baking properties (comparable with CWRS cultivars) under contrasting soil nitrogen levels. Five CWRS-analog lines together with four CWRS and one Canada Prairie Spring Red wheat cultivar, representing wide ranges of quality and grain yield potential, were assessed for agronomic and quality traits in multi-environment trials at three locations and five nitrogen fertilizer rates. CWRS analog lines produced significantly higher grain yield and, on average, 0.9% less GPC than the CWRS cultivars. Despite the lower GPC, CWRS-analog lines such as W07786 exhibited suitable and stable baking performance across all nitrogen levels. Based on the genotype × trait biplot analysis, CWRS-analog baking properties were mainly associated with sodium dodecyl sulfate sedimentation and flour water absorption. Our findings revealed that it is possible to develop wheat cultivars with up to 15% higher grain yield than modern CWRS cultivars and comparable end-use characteristics by reducing current GPC requirements (by up to 1%) while simultaneously selecting for improved baking attributes. This would facilitate an increase in CWRS grain yield genetic gains while maintaining favorable end-use quality and improving the crop competitiveness in western Canada. Résumé On estime que la teneur en protéines du grain (TPG) est l’un des paramètres les plus importants de la qualité et elle demeure un des principaux critères d’élimination dans le processus canadien de développement et d’homologation de cultivars pour le blé. Cependant, la composition des protéines dans le grain joue elle aussi un rôle primordial dans la détermination de la qualité des produits céréaliers en fonction de leur usage final. Les auteurs voulaient établir si les lignées analogues au blé roux de printemps de l’Ouest canadien (CWRS) à haut rendement mais à plus faible teneur en protéines présentent des propriétés boulangères acceptables (c.-à-d. comparables à celles du blé CWRS) en présence d’une concentration d’azote contrastante dans le sol. À cette fin, ils ont évalué les caractères agronomiques et qualitatifs de cinq lignées analogues au CWRS, de quatre variétés du CWRS et d’un cultivar de blé roux de printemps Canada Prairie correspondant à un large éventail sur les plans de la qualité et du rendement grainier. Les évaluations se sont déroulées dans des conditions environnementales variées, à trois endroits, et à cinq taux de fertilisation avec des engrais azotés. Les lignées analogues au CWRS ont donné un rendement grainier sensiblement plus élevé et une TPG d’en moyenne 0,9 % inférieure à celle des variétés de CWRS. Malgré la plus faible TPG, les lignées analogues comme W07786 présentaient des propriétés boulangères adéquates et stables, à tous les taux de fertilisation. L’analyse par diagramme de double projection (génotype × caractère) révèle que les propriétés boulangères des lignées analogues au CWRS sout essentiellement associées à la sédimentation SDS et à l’absorption de l’eau par la farine. Les résultats indiquent qu’on pourrait développer des cultivars de blé donnant jusqu’à 15 % plus de grain que les variétés contemporaines de CWRS mais aux caractéristiques comparables pour l’usage final si on diminuait (de jusqu’à un pour cent) les exigences actuelles relatives à la TPG tout en sélectionnant de meilleures qualités boulangères. De cette façon, on augmenterait génétiquement le rendement grainier du CWRS tout en préservant une qualité adéquate selon la destination finale et en rehaussant la compétitivité de cette culture dans l’Ouest canadien. [Traduit par la Rédaction]