Введение

Овес (Avena sativa), иногда называемый обыкновенным овсом, – вид зерновых культур, выращиваемый ради семян, которые известны под тем же названием (обычно во множественном числе, в отличие от других злаков и псевдозлаков). Овес употребляют в пищу в виде овсянки, включая цельнозерновую овсянку или овсяные хлопья. По-видимому, он был окультурен как вторичная культура, поскольку его семена были достаточно похожи на семена других злаков, чтобы ранние земледельцы включали его в свои посевы. Овес – это питательный продукт, регулярное употребление которого связано со снижением уровня холестерина в крови и уменьшением риска сердечных заболеваний у человека. Одно из наиболее распространенных применений овса – корм для животных; эту культуру также можно выращивать как покровную культуру и запахивать в почву в качестве зеленого удобрения.

Филогения

Филогенетический анализ с использованием молекулярной ДНК и морфологических данных относит род овса *Avena* к подсемейству Pooideae, включающему зерновые культуры пшеницу, ячмень и рожь; они входят в племя Triticeae, а *Avena* – в племя Poeae, вместе с такими травами, как *Briza* и *Agrostis*. Дикий предок *Avena sativa* и близкородственной культуры – *A. byzantina* – это *A. sterilis*, естественный гексаплоидный дикий овес, имеющий ДНК в шести наборах хромосом. Генетические данные свидетельствуют о том, что предковые формы *A. sterilis* произрастали в Плодородном полумесяце Ближнего Востока. В 2018 году Юн Би Фу проанализировал материнские линии 25 видов *Avena*, изучив хлоропластную и митохондриальную ДНК. Результаты показали, что гексаплоидный геном *A. sativa* AACCDD произошел от трех диплоидных видов овса (каждый с двумя наборами хромосом), а именно CC *A. ventricosa*, AA *A. canariensis* и AA *A. longiglumis*, а также двух тетраплоидных видов овса (каждый с четырьмя наборами хромосом), а именно AACC *A. insularis* и AABB *A. agadiriana*. Тетраплоиды сформировались около 10,6 млн лет назад, а гексаплоиды – около 7,4 млн лет назад.

Одомашнивание

Геномное исследование, проведенное Джиншен Нань и его коллегами в 2023 году, показывает, что овес с оболочкой (A. sativa) и голозерный овес (A. sativa var. nuda) разошлись примерно 51 200 лет назад, задолго до одомашнивания. Это указывает на то, что оба сорта были одомашнены независимо друг от друга. Предполагается, что овес возник как вторичная культура, то есть он произошел от сорняка, который рос среди основных зерновых культур, таких как пшеница. Овес выжил благодаря вавиловскому мимикризму, поскольку его зерна было трудно отличить от зерна основных культур у людей эпохи неолита.

Описание

Овсяница – высокая, крепкая трава, относящаяся к семейству Poaceae; она вырастает до высоты около [укажите высоту из оригинала]. Листья длинные, узкие и заострённые, растут вверх; они могут достигать [укажите длину из оригинала] в длину и около [укажите ширину из оригинала] в ширину. На вершине стебля растение разветвляется в рыхлое соцветие или метелку из колосков. В них содержатся цветки, опыляемые ветром, которые созревают в семена или зерна овса. Ботанически зерно представляет собой кариопсис, поскольку стенка плода сращена с семенем. Как и другие зерновые, кариопсис состоит из внешней оболочки или отрубей, крахмалистого запаса питательных веществ или эндосперма, занимающего большую часть семени, и богатого белком зародыша, который при посадке в почву может вырасти в новое растение.

Производство и торговля

+ Производство овса – 2022СтранаМиллионы тонн 5.2 4.5 1.7 1.5 1.3 1.2 1.1 Мир 26.4

В 2022 году мировое производство овса составило 26 миллионов тонн, лидирующую позицию в котором занимала Канада с долей 20% и Россия с долей 17% (таблица). Для сравнения, производство пшеницы превысило 100 миллионов тонн. Мировая торговля овсом составляет скромный процент от общего производства – менее 10%, при этом большая часть зерна потребляется в странах, где оно производится. Основным экспортером является Канада, за ней следуют Швеция и Финляндия, а США – основным импортером. Овсяные фьючерсы торгуются на Чикагской товарной бирже в долларах США лотами по 5000 бушелей с датами поставки в марте, мае, июле, сентябре и декабре.

Агрономия

Овёс – однолетнее растение, лучше всего растущее в умеренных регионах. Он требует меньше летнего тепла и более устойчив к дождю (и нуждается в нём) по сравнению с другими зерновыми культурами, такими как пшеница, рожь или ячмень, поэтому особенно важен в районах с прохладным и влажным летом, например, в Северо-Западной Европе. В более холодных регионах овёс сеют весной или в начале лета, как только почву можно обработать, для уборки урожая осенью. Ранний посев имеет решающее значение для хорошего урожая, поскольку растения переходят в состояние покоя при летней жаре. В более тёплых регионах овёс сеют в конце лета или в начале осени, а урожай собирают следующим летом. Овёс морозостоек и не повреждается поздними заморозками или снегом.

Сорняки, вредители и болезни

Сильный рост овса подавляет большинство сорняков. Несколько высоких широколиственных сорняков могут создать проблему, так как они затрудняют уборку урожая и снижают урожайность. С ними можно бороться умеренным применением гербицида для широколиственных сорняков, пока сорняки еще молодые. Овес относительно устойчив к болезням и вредителям. Тем не менее, он подвержен некоторым заболеваниям листьев, таким как ржавчина листьев, стеблевая ржавчина (Puccinia graminis f. sp. avenae) и короновая ржавчина (P. coronata var. avenae). Инфекция короновой ржавчиной может значительно снизить фотосинтез и общую физиологическую активность листьев овса, что приводит к снижению роста и урожайности.

Обработка

Убранный овес проходит несколько стадий обработки. Первый этап – очистка для удаления семян других растений, камней и любых посторонних примесей. Далее следует лущение, чтобы удалить непереваримые отруби, оставляя зерно или "ядрицу". Нагревание денатурирует ферменты в зерне, которые могли бы вызвать его прокисание или прогорклость; затем зерно высушивается для минимизации риска порчи бактериями и грибками. В зависимости от требуемого продукта, за этим могут последовать многочисленные этапы резки или помола зерна. Для овсяных хлопьев (овсяной муки) зерно измельчается до определенной степени помола. Для домашнего использования, например, для приготовления каши, овес часто раскатывается, чтобы сократить время варки. Овсяную муку можно приготовить в небольших количествах, импульсно измельчая в кухонном комбайне или мельнице для специй валеный овес или овес традиционного помола (не быстрого приготовления).

Геном

Avena sativa – это аллогексаплоидный вид с тремя предковыми геномами (2n=6x=42; AACCDD). В результате геном большой (12,6 Гб, 1C = 12,85) и сложный. Культивируемый гексаплоидный овес обладает уникальной мозаичной хромосомной архитектурой, являющейся результатом многочисленных транслокаций между тремя подгеномами. Эти транслокации могут создавать барьеры и несовместимости при скрещивании сортов с различной хромосомной архитектурой. Следовательно, селекция овса и скрещивание желаемых признаков затруднялись из-за отсутствия референсной геномной сборки. В мае 2022 года была опубликована полностью аннотированная последовательность референсного генома Avena sativa. Устойчивость ко всем стадиям развития (ASR) к Pca – один из таких признаков, интрогрессированный из A. sterilis CAV 1979. Возможно гибридизировать овес с травами других родов, что позволяет селекционерам легко интрогрессировать признаки. В отличие от пшеницы, овес иногда сохраняет хромосомы кукурузы или проса после таких скрещиваний. Эти широкие скрещивания обычно проводятся для получения удвоенного гаплоидного материала для селекции, где быстрое отбрасывание чужеродных хромосом от неродственного донора пыльцы приводит к растению только с одним набором хромосом (гаплоид). Линии с добавленными чужеродными хромосомами могут служить источником новых признаков для овса; например, исследования линий овса с добавленными хромосомами кукурузы использовались для картирования генов, участвующих в C4-фотосинтезе. Для обеспечения менделевского наследования этих новых признаков были созданы радиационные гибридные линии, в которых сегменты хромосом кукурузы были интрогрессированы в геном овса. Эта техника, потенциально передающая тысячи генов от отдаленно родственного вида, не считается методом получения ГМО в соответствии с определением Европейского Союза, поскольку половая гибридизация и радиационно-индуцированная интрогрессия явно исключены. Исследование 2013 года, основанное на анализе простых повторов последовательностей, выявило пять основных групп: коммерческие сорта и четыре группы ландрасов.

Питательная ценность

Овсянка содержит разнообразные необходимые питательные вещества. В 100 граммах овса содержится и он является богатым источником (20% или более от суточной нормы, DV) белка (34% DV), пищевых волокон (44% DV), нескольких витаминов группы B и множества минеральных веществ, особенно марганца (233% DV) (таблица). Овсянка состоит из 66% углеводов, включая 11% пищевых волокон и 4% бета-глюканов, 7% жиров и 17% белка (таблица). Благодаря доказанному свойству снижать уровень холестерина, овес признан полезным продуктом питания. Овсяные отруби – это внешняя оболочка зерна овса. Их ежедневное употребление в течение нескольких недель снижает уровень холестерина ЛПНП и общего холестерина, что потенциально снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Один из видов растворимых волокон, бета-глюканы, способствует снижению уровня холестерина. Овес – единственное зерно, содержащее глобулин или белок, схожий с бобовыми, – авеналин, который является основным (80%) запасающим белком.

В качестве пищи

Овес широко используется в пищевых продуктах; чаще всего его валят или дробят для приготовления овсяной каши, либо размалывают в мелкую овсяную муку. Овсяную кашу в основном едят как кашу, но ее также можно использовать в различных изделиях выпечки, таких как овсяные лепешки (которые могут быть приготовлены из крупно нарезанного овса для более грубой текстуры), овсяное печенье и овсяный хлеб. Овес является ингредиентом многих готовых завтраков, в частности мюсли и гранолы. Овес также используется для производства растительных заменителей молока ("овсяное молоко"). По состоянию на конец 2020 года рынок овсяного молока стал вторым по величине среди растительных молочных продуктов в Соединенных Штатах, уступая только миндальному молоку, но превзойдя продажи соевого молока. Овсяный хлеб часто содержит лишь небольшое количество овса в сочетании с пшеницей или другими злаками. В Великобритании овес иногда используется для варки пива, например, овсяного стаута, где определенный процент овса, часто 30%, добавляется к ячменю для получения сусла. Овсяная кадуля, приготовленная из эля и овсяной каши со специями, была традиционным британским напитком и любимым напитком Оливера Кромвеля.

Корм для животных

Овес обычно используется в качестве корма для лошадей, когда требуются дополнительные углеводы и последующий прилив энергии. Оболочку овса могут измельчать ("катать" или "гофрировать"), чтобы лошади было легче переваривать зерно, или давать цельным. Его можно давать отдельно или в составе смешанных гранулированных кормов. Овсом также кормят крупный рогатый скот, как цельным, так и измельченным в грубую муку с помощью вальцовой мельницы, жерновой мельницы или дробилки. Овсяную зелень обычно используют для кормления всех видов жвачных животных в виде пастбища, соломы, сена или силоса.

Поверхностная поверхность

Зимний овес можно выращивать как внесезонную покровную культуру и запахивать весной в качестве зеленого удобрения или собирать в начале лета. Его также можно использовать для выпаса скота: можно выпасать скот некоторое время, затем дать овсу сформировать колосья для получения зерна, или выпасать непрерывно до готовности других пастбищ.

Другие применения

Овсяная солома ценится производителями крупного рогатого скота и лошадей как подстилка благодаря своей мягкости, относительному отсутствию пыли и способности к поглощению влаги. Из соломы можно делать обрядовые куклы из колосьев. Овсяную солому, завёрнутую в муслиновый мешочек, использовали для смягчения воды при купании.

Целиакия

Целиакия (или целиакия) – это хроническое аутоиммунное заболевание, вызываемое белками глютена. Оно почти всегда развивается у людей с генетической предрасположенностью и встречается примерно в 1% случаев в развитых странах. Овсяные продукты часто загрязнены другими зерновыми культурами, содержащими глютен, в основном пшеницей и ячменем, поэтому при чувствительности к глютену в этих зернах употребление овса требует осторожности. Использование чистого овса в безглютеновой диете улучшает питательную ценность, однако остается предметом дискуссий, поскольку небольшая часть людей с целиакией реагирует даже на чистый овес.