vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2022-1-95-103vir-nw-1195Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESИспользование генофонда сортов и линий CIMMYT в селекции яровой твердой пшеницы в Западной СибириUsing the gene pool of CIMMYT cultivars and lines in spring durum wheat breeding in Western Siberiahttps://orcid.org/0000-0002-4159-3872ЮсовВ. С.YusovV. S.

Вадим Станиславович Юсов, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией

644012, Омск, пр. Королева, 26

Vadim S. Yusov, Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher, Head of a Laboratory

26 Koroleva Ave., Omsk 644012

vs_ysov@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9919-2329ЕвдокимовМ. Г.EvdokimovМ. G.

Михаил Григорьевич Евдокимов, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник

644012, Омск, пр. Королева, 26

Mikhail G. Evdokimov, Dr. Sci. (Agriculture), Chief Researcher

26 Koroleva Ave., Omsk 644012

misha-emg@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2911-1356КирьяковаМ. П.KiriakovaM. N.

Марина Николаевна Кирьякова, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

644012, Омск, пр. Королева, 26

Marina N. Kiriakova, Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher

26 Koroleva Ave., Omsk 644012

m_kiriakova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9192-5241ГлушаковД. А.GlushakovD. A.

Денис Александрович Глушаков, младший научный сотрудник

644012, Омск, пр. Королева, 26

Denis A. Glushakov, Associate Researcher

26 Koroleva Ave., Omsk 644012

denis189539@gmail.comОмский аграрный научный центрРоссияOmsk Agrarian Scientific CenterRussian Federation202215042022183195103Copyright © Юсов В.С., Евдокимов М.Г., Кирьякова М.П., Глушаков Д.А., 20222022Юсов В.С., Евдокимов М.Г., Кирьякова М.П., Глушаков Д.А.Yusov V.S., Evdokimov М.G., Kiriakova M.N., Glushakov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/1195

Актуальность. Сохранение и расширение генетического разнообразия исходного материала, его целенаправленное использование являются основой для создания адаптивных сортов твердой яровой пшеницы для условий Западной Сибири.Материалы и методы. Объектом исследований служили сорта и перспективный материал Triticum durum Desf., созданный в лаборатории селекции яровой твердой пшеницы ФГБНУ «Омский АНЦ», а также генофонд сортов и линий, полученный по международной программе сотрудничества из CIMMYT. Полевые опыты, оценку устойчивости к болезням, фенологические наблюдения проводили на опытных полях института на протяжении 2000–2020 гг. по общепринятым методикам. Анализ главных компонент (principal component analysis) был проведен с помощью пакета R version 4.0.3. Общую комбинационную способность и специфическую комбинационную способность рассчитывали по методике Дремлюк и Герасименко.Результаты. Проведенные исследования показали, что линии CIMMYT отличаются от местных сортов и линий по устойчивости к болезням, макаронным свойствам, устойчивости к полеганию, но в условиях Западной Сибири значительно уступают по адаптивности местным сортам и линиям, сильно страдают от засухи, особенно в период налива зерна. В генетическом контроле изученных признаков преобладает аддитивно-доминантная система с подключением комплементарного рецессивного эпистаза. По большинству изученных признаков доминируют сорта местной селекции, исключение составили длина стебля, длина и диаметр второго междоузлия, где низкорослые сорта повлияли на степень выраженности этого признака у гибридов.Заключение. Результатом изучения и вовлечения в селекционный процесс линии CIMMYT является создание сорта ‘Омский коралл’, сочетающего в себе высокую продуктивность, адаптивность к климатическим условиям Западной Сибири, устойчивость к местной популяции Puccinia graminis Pers. f. sp. tritici Erikss. et Henn. и Ug99, с отличными макаронными свойствами, а также наличие перспективных линий в селекционных питомниках.

Background. Preservation and expansion of the source material genetic diversity and its purposeful use is the basis for the development of adaptable spring durum wheat cultivars for the environments of Western Siberia.Materials and methods. The target research material included the cultivars and promising material of Triticum durum Desf. developed in the Spring Durum Wheat Breeding Laboratory of Omsk Agrarian Scientific Center as well as the gene pool of cultivars and lines obtained under the CIMMYT International Cooperation Program. Field trials, disease resistance assessment and phenological observations were carried out on the experimental fields of the Institute in 2000–2020 according to generally accepted methods. Principal component analysis was carried out using the R version of the 4.0.3 package.Results. The studies have shown that CIMMYT lines differ from local cultivars and lines in disease resistance (brown rust, stem rust, hard smut, and powdery mildew), test weight, pasta-making properties, and lodging resistance, but under the conditions of Western Siberia they are significantly inferior in adaptability to local cultivars and lines and suffer greatly from drought, especially during the grain-filling period. In the genetic control of the studied traits, the additive-dominant system with the inclusion of the complementary recessive epistasis prevails. Local cultivars dominated in most of the studied traits, except the stem length, and the length and diameter of the second internode, where short-stemmed cultivars affected the degree of the traits’ expression in hybrids.Conclusion. The result of such activity was the release of cv. ‘Omsky Korall’, which combines high yield, adaptability to the climate of Western Siberia, and resistance to the local population of Puccinia graminis Pers. f. sp. tritici Erikss. et Henn. and Ug99, with excellent pasta-making properties, as well as the presence of promising lines in all breeding nurseries.

Triticum durumанализ главных компонентселекцияколлекцияTriticum durumprincipal component analysisbreedingcollectionработа выполнена по заданию № 0797-2019-0008 «Создание новых сортов пшеницы озимой, яровой мягкой и твердой с улучшенными сложными, экономически значимыми свойствами (продуктивность и качество), повышенной устойчивостью к грибным болезням, биотическим и абиотическим факторам среды». Направление науки X 10.4. Растениеводство, н. 150 программы ФНИГосакадемий на 2013–2020 гг. Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.the work was carried out under Assignment No. 0797-2019-0008 “Developing new cultivars of winter wheat, spring and durum wheat with improved complex and economically significant properties (productivity and quality), and higher resistance to fungal diseases, biotic and abiotic environmental factors”. Research Direction X 10.4. Crop Production, n. 150 of the Federal Scientific Research Program for the State Academies for 2013–2020. The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this workReferencesAmmar K. Durum wheat breeding. Annual Wheat Newsletter. 2009;55:112-114. Available from: https://wheat.pw.usda.gov/ggpages/awn/55/TEXTFILES/MEXICO_CIMMYT.pdf [accessed July 14, 2020].Ammar K. Durum wheat breeding. Annual Wheat Newsletter. 2009;55:112-114. Available from: https://wheat.pw.usda.gov/ggpages/awn/55/TEXTFILES/MEXICO_CIMMYT.pdf [accessed July 14, 2020].Дремлюк Г.К., Герасименко В.Ф. Приемы анализа комбинационной способности и ЭВМ. Программы для нерегулярных скрещиваний. Москва: Агропромиздат; 1992.Dremlyuk G.K, Gerasimenko V.F. Ways to analyze combining ability using computers. Programs for occasional crossings (Priyemy analiza kombinatsionnoy sposobnosti i EVM. Programmy dlya neregulyarnykh skreshchivaniy). Moscow: Agropromizdat; 1992. [in Russian]Евдокимов М.Г. Селекция яровой твердой пшеницы в условиях юга Западной Сибири: дис. … докт. с.-х. наук. Омск; 2006. URL: https://www.dissercat.com/content/selektsiya-yarovoi-tverdoi-pshenitsy-v-usloviyakh-yuga-zapadnoi-sibiri [дата обращения: 12.08.2020].Evdokimov M.G. Spring durum wheat breeding in the south of Western Siberia (Selektsiya yarovoy tverdoy pshenitsy v usloviyakh yuga Zapadnoy Sibiri) [dissertation]. Omsk; 2006. [in Russian] URL: https://www.dissercat.com/content/selektsiya-yarovoi-tverdoi-pshenitsy-v-usloviyakh-yuga-zapadnoi-sibiri [дата обращения: 12.08.2020].Евдокимов М.Г., Юсов В.С. Селекция адаптивных сортов яровой твердой пшеницы. В кн.: Проблемы селекции и семеноводства полевых культур в Западной Сибири и Казахстане. Материалы семинара, Кулундинская СХОС, 27–28 февраля 2001 г. Барнаул; 2001. С.16-22.Evdokimov M.G., Yusov V.S. Breeding of adaptive varieties of spring durum wheat (Selektsiya adaptivnykh sortov yarovoy tverdoy pshenitsy). In: Problems of breeding and seed production of field crops in Western Siberia and Kazakhstan. Materials of a workshop, Kulunda Agricultural Experiment Station, Altai Territory, February 27–28, 2001 (Problemy selektsii i semenovodstva polevykh kultur v Zapadnoy Sibiri i Kazakhstane. Materialy seminara, Kulundinskaya SKhOS. Altayskiy krai, 27–28 fevralya 2001 g.). Barnaul; 2001. p.16-22. [in Russian]Евдокимов М.Г., Юсов В.С. Яровая твердая пшеница в Сибирском Прииртышье. Омск; 2008.Evdokimov M.G., Yusov V.S. Spring durum wheat in the Siberian Irtysh region (Yarovaya tverdaya pshenitsa v Sibirskom Priirtyshye). Omsk; 2008. [in Russian]Евдокимов М.Г., Юсов В.С., Мешкова Л.В., Пахотина И.В. Стратегия селекции твердой яровой пшеницы в Западной Сибири. В кн.: Актуальные направления развития аграрной науки. Сборник научных статей, посвященный 50-летию селекционного центра ФГБНУ «Омский АНЦ». Омск; 2020. С.78-94. URL: http://anc55.ru/wp-content/uploads/2020/09/sbornik-avgust_compressed.pdf [дата обращения: 23.10. 2020].Evdokimov M.G., Yusov V.S., Mechkova L.V., Pahotina I.V. The strategy of selective breeding of durum wheat in Western Siberia. In: Current trends in the development of agricultural science. Collection of scientific articles dedicated to the 50th anniversary of the Omsk ASC breeding center (Aktualnye napravleniya razvitiya agrarnoy nauki. Sbornik nauchnykh statey, posvyashchenny 50-letiyu selektsionnogo tsentra FGBNU “Omskiy ANTs”). Omsk; 2020. p.78-94. [in Russian] URL: http://anc55.ru/wp-content/uploads/2020/09/sbornik-avgust_compressed.pdf [дата обращения: 23.10. 2020].Hovmøller M.S. GRRC report: Samples of stem rust infected wheat from Russia. 01/2017. Aarhus: Aarhus University; 2017. Available from: https://agro.au.dk/fileadmin/Country_report_Russia_-_August2017.pdf [accessed July 14, 2020].Hovmøller M.S. GRRC report: Samples of stem rust infected wheat from Russia. 01/2017. Aarhus: Aarhus University; 2017. Available from: https://agro.au.dk/fileadmin/Country_report_Russia_-_August2017.pdf [accessed July 14, 2020].Ляпунова О.А., Андреева А.С. Сорта и линии, пополнившие генофонд твердой пшеницы ВИР в 2000–2019 гг. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(1):7-16. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-7-16.Lyapunova O.A., Andreeva A.S. Cultivars and lines added to the gene pool of VIR’s durum wheat collection in 2000–2019. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2020;181(1):7-16. [in Russian] DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-7-16Мальчиков П.Н, Мясникова М.Г., Шаболкина Е.Н., Анисимкина Н.В., Чахеева Т.В. Перспективы улучшения качества твердой пшеницы в процессе селекции в Среднем Поволжье. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014;16(5-3):1143-1152.Malchikov P.N., Myasnikova M.G., Shabolkina E.N., Anisimkina N.V., Chakheeva T.V. Prospects for improvement in the durum wheat breeding in Middle Volga region. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2014;16(5-3):1143-1152. [in Russian]Система генетического изучения исходного материала для селекции растений: методические указания / сост. А.Ф. Мережко. Ленинград: ВИР; 1984.Merezhko A.F. (comp.). The system of genetic study of the source material for plant breeding: guidelines (Sistema geneticheskogo izucheniya iskhodnogo materiala dlya selektsii rasteniy: metodicheskiye ukazaniya). Leningrad: VIR; 1984. [in Russian]Мережко А.Ф., Удачин Р.А., Зуев Е.В., Филатенко А.А., Сербин А.А., Ляпунова О.А., Косов В.Ю., Куркиев У.К., Охотникова Т.В., Наврузбеков Н.А., Богуславский Р.Л., Абдулаева А.К., Чикида Н.Н., Митрофанова О.П., Потокина С.А. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: методические указания / под ред. А.Ф. Мережко. Санкт-Петербург: ВИР; 1999.Merezhko A.F., Udachin R.A., Zuev E.V., Filatenko A.A. Serbin A.A., Lyapunova O.A., Kosov V.Yu., Kurkiev U.K., Okhotnikova T.V., Navruzbekov N.A., Boguslavskiy R.L., Abdulaeva A.K., Chikida N.N., Mitrofanova O.P., Potokina S.A. Guidelines for the study of the world collection of wheat, Aegilops and triticale (Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu mirovoy kollektsii pshenitsy, egilopsa i tritikale). A.F. Merezhko (ed.). St. Petersburg: VIR; 1997. [in Russian]Митрофанова О.П. Генетические ресурсы пшеницы в России: состояние и предселекционное изучение. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012;16(1):10-20.Mitrofanova O.P. Wheat genetic resources in Russia: current status and pre-breeding. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2012;16(1):10-20. [in Russian]Rajaram S.M., van Ginkel M, Fischer R.A. CIMMYT’s wheat breeding mega-environments. In: Z.S. Li, Z.Y. Xin (eds). Proceedings of the Eighth International Wheat Genetics Symposium. Beijing; 1994. p.1101-1106. Available from: https://www.researchgate.net/publication/303281451_CIMMYT's_wheat_breeding_mega-environments_ME [accessed July 10, 2020].Rajaram S.M., van Ginkel M, Fischer R.A. CIMMYT’s wheat breeding mega-environments. In: Z.S. Li, Z.Y. Xin (eds). Proceedings of the Eighth International Wheat Genetics Symposium. Beijing; 1994. p.1101-1106. Available from: https://www.researchgate.net/publication/303281451_CIMMYT's_wheat_breeding_mega-environments_ME [accessed July 10, 2020].Сюков В.В., Захаров В.Г., Менибаев А.И. Экологическая селекция растений: типы и практика. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017;21(5):534-536. DOI: 10.18699/VJ17.270Syukov V.V., Zakharov V.G., Menibaev A.I. Ecological plant breeding: types and practice. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2017;21(5):534-536. [in Russian] DOI: 10.18699/VJ17.270Trethowan R.M. Singh R.P, Huerta-Espino J., Crossa J., van Ginkel M., Coleoptile length variation of near-isogenic Rht lines of modern CIMMYT bread and durum wheats. Field Crops Research. 2001;70(3):167-176. DOI: 10.1016/S0378-4290(00)00153-2Trethowan R.M. Singh R.P, Huerta-Espino J., Crossa J., van Ginkel M., Coleoptile length variation of near-isogenic Rht lines of modern CIMMYT bread and durum wheats. Field Crops Research. 2001;70(3):167-176. DOI: 10.1016/S0378-4290(00)00153-2Цыганков И.Г., Цыганков В.И. Использование разнообразия морфологических признаков при создании экологически устойчивых сортов яровой пшеницы в Западном Казахстане. Вестник региональной сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству. 2003;1(4):140-143.Tsygankov I.G., Tsygankov V.I. The use of a variety of morphological features in the creation of environmentally sustainable varieties of spring wheat in Western Kazakhstan. Bulletin of the Regional Network of Wheat Variety Promotion and Seed Production. 2003;1(4):140-143. [in Russian]Вавилов Н.И. Научные основы селекции пшеницы. Москва; Ленинград: Сельхозгиз; 1935.Vavilov N.I. Scientific bases of wheat breeding (Nauchnye osnovy selektsii pshenitsy). Moscow; Leningrad: Selkhozgiz; 1935. [in Russian]Янченко В.И., Розова М.А., Мельник В.М. Использование генофонда твердой яровой пшеницы в создании высокоадаптивных сортов Сибирского экотипа. В кн.: Материалы 1-ой Центрально-Азиатской конференции по пшенице, Алматы, 10–13 июня 2003 г. Алматы; 2003. С.151-152.Yanchenko V.I., Rozova M.A., Melnik V.M. The use of the gene pool of durum spring wheat in the creation of highly adaptive varieties of the Siberian ecotype (Ispolzovaniye genofonda tverdoy yarovoy pshenitsy v vyyavlenii vysokoadaptivnykh sortov Sibirskogo ekotipa). In: Materials of the 1st Central Asian Conference on Wheat, Almaty, June 10–13, 2003 (Materialy 1-oy Tsentralno-Aziatskoy konferentsii po pshenitse, Almaty, 10–13 iyunya 2003 g.). Almaty; 2003. p.151-152. [in Russian]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.