vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2022-2-137-148vir-nw-1288Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕDOMESTIC PLANT BREEDING AT THE PRESENT STAGEУлучшение генофонда винограда на основе агробиологической и физиолого-биохимической оценки новых генотипов селекции С.Э. Гусева в нестабильных условиях умеренно континентального климата юга РоссииImprovement of the grapevine gene pool on the basis of agrobiological and physio-biochemical assessment of new genotypes under the unstable moderate continental climate conditions of Southern Russiahttps://orcid.org/0000-0003-0856-7450ПетровВ. С.PetrovV. S.

Петров Валерий Семёнович - доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник.

350901, Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.

Valery S. Petrov - Dr. Sci. (Agriculture), Leading Researcher, North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking.

39, 40 let Pobedy St., Krasnodar 350901.

petrov_53@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8425-5216МишкоА. Е.MishkoA. E.

Мишко Алиса Евгеньевна - кандидат биологических наук, научный сотрудник.

350901, Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.

Alisa E. Mishko - Cand. Sci. (Biology), Researcher, North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking.

39, 40 let Pobedy St., Krasnodar 350901.

mishko-alisa@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6464-1673ЦикуД. М.TsikuD. M.

Цику Дамир Муратович - аспирант, младший научный сотрудник.

350901, Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.

Damir M. Tsiku - Postgraduate Student, Junior Researcher, North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking.

39, 40 let Pobedy St., Krasnodar 350901.

mr.tsiku@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6256-4886МарморштейнА. A.MarmorshteinA. A.

Марморштейн Анна Александровна - аспирант, младший научный сотрудник.

350901, Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.

Anna A. Marmorshtein - Postgraduate Student, Junior Researcher, North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking.

39, 40 let Pobedy St., Krasnodar 350901.

am342@yandex.ruСеверо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделияРоссияNorth Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, WinemakingRussian Federation2022240620221832137148Copyright © Петров В.С., Мишко А.Е., Цику Д.М., Марморштейн А.A., 20222022Петров В.С., Мишко А.Е., Цику Д.М., Марморштейн А.A.Petrov V.S., Mishko A.E., Tsiku D.M., Marmorshtein A.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/1288Актуальность

Актуальность. В современных нестабильных погодных условиях умеренно континентального климата юга России, антропогенной интенсификации производства и увеличения спроса на отечественные сорта винограда возрастает актуальность селекции генотипов с повышенными показателями продуктивности и качества ягод, адаптационного потенциала растений. Наращивание доли современных отечественных сортов столового винограда позволит обновить и улучшить сортимент. Целью настоящего исследования являлась оценка новых гибридных форм винограда по агробиологическим и физиолого-биохимическим характеристикам в центральной агроэкологической зоне Краснодарского края.

Материалы и методы

Материалы и методы. Агробиологические показатели винограда определяли с использованием современных методов исследований. Среди физиолого-биохимических показателей у исследованных гибридных форм оценивали содержание фотосинтетических пигментов, а также уровень стрессовых параметров при засухе, таких как содержание общей воды в листьях и содержание малонового диальдегида. Искусственную засуху проводили с целью выделения наиболее устойчивых к стрессовому фактору гибридных форм.

Результаты

Результаты. Выявлено, что наибольшие значения коэффициентов плодоношения и плодоносности за исследованный период характерны для гибридных форм Акелло и Агат Дубовский, максимальной урожайности – для гибридов Тимоти и Агат Дубовский. Генотипы Гамлет, Кишмиш Дубовский, Агат Дубовский и Тимоти существенно превосходили контрольный сорт ‘Ливия’ по массе грозди. По физиолого-биохимическим параметрам были выделены гибриды Акелло и Агат Дубовский, которые обладали наибольшим содержанием хлорофилла в листьях, а также высоким адаптационным потенциалом, выраженным низким уровнем развития вторичных окислительных процессов при стрессе и наибольшим содержанием каротиноидов.

Заключение

Заключение. По совокупности показателей установлено, что гибридная форма Агат Дубовский может быть охарактеризована как наиболее перспективная среди исследованных генотипов для выращивания на юге России.

Background

Background. Development of table grape cultivars is currently aimed not only at higher vineyard productivity and grape quality but also at enhancing the adaptive potential of plants under the dynamic change in the climate conditions of Southern Russia. Increasing the share of modern Russian cultivars of table grapes will update and improve the assortment. The aim of this study was to evaluate new Russian hybrid grapevine forms according to their agrobiological, physiological and biochemical characteristics in the central agroecological zone of Krasnodar Territory.

Materials and methods

Materials and methods. Agrobiological characters were assessed using modern methods. Among physio-biochemical characters, the content of photosynthetic pigments was measured as well as the level of stress parameters under drought, such as the total water content in leaves and the content of malondialdehyde. Artificial drought was simulated to identify the most stress-resistant hybrid forms.

Results

Results. The highest values of fruitfulness coefficients k1 and k2 in the period of research were recorded for the Akello and Agat Dubovsky hybrid forms. Timoti and Agat Dubovsky had the maximum average yield for two years among the hybrid forms. The Gamlet, Kishmish Dubovsky, Agat Dubovsky and Timoti genotypes significantly exceeded the reference cultivar in the bunch weight. The Akello and Agat Dubovsky hybrids were identified for their physio-biochemical parameters: the highest content of chlorophyll in their leaves, high adaptive potential expressed in a low development level of secondary oxidative processes under stress, and the highest content of carotenoids.

Conclusion

Conclusion. The obtained results evidenced that the Agat Dubovsky hybrid form could be identified as the most promising among the studied genotypes for cultivation in Southern Russia.

масса гроздиурожайабиотические стрессыадаптационный потенциалbunch weightyieldabiotic stressesadaptive potentialИсследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № МФИ-20.1/20. Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.This present work was supported by the Kuban Science Foundation within the framework of Scientific Project No. MFI-20.1/20). The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesAl Juhaimi F., Uslu N., Özcan M.M., Gulcu M., Ahmed I.A., Alqah H.A.S. et al. Effect of fermentation on antioxidant activity and phenolic compounds of the leaves of five grape varieties. Journal Food Processing and Preservation. 2019;43(7):e13979. DOI: 10.1111/jfpp.13979Al Juhaimi F., Uslu N., Özcan M.M., Gulcu M., Ahmed I.A., Alqah H.A.S. et al. Effect of fermentation on antioxidant activity and phenolic compounds of the leaves of five grape varieties. Journal Food Processing and Preservation. 2019;43(7):e13979. DOI: 10.1111/jfpp.13979Banilas G., Korkas E., Kaldis P., Hatzopoulos P. Olive and grape-vine biodiversity in Greece and Cyprus – A review. In: E. Lichtfouse (ed.). Climate Change, Intercropping, Pest Control and Beneficial Microorganisms. Berlin: Springer; 2009. p.401-428. DOI: 10.1007/978-90-481-2716-0_14Banilas G., Korkas E., Kaldis P., Hatzopoulos P. Olive and grape-vine biodiversity in Greece and Cyprus – A review. In: E. Lichtfouse (ed.). Climate Change, Intercropping, Pest Control and Beneficial Microorganisms. Berlin: Springer; 2009. p.401-428. DOI: 10.1007/978-90-481-2716-0_14Bota J., Tomas M., Flexas J., Medrano H., Escalona J.M. Differences among grapevine cultivars in their stomatal behavior and water use efficiency under progressive water stress. Agricultural Water Management. 2016;164(Pt 1):91-99. DOI: 10.1016/j.agwat.2015.07.016Bota J., Tomas M., Flexas J., Medrano H., Escalona J.M. Differences among grapevine cultivars in their stomatal behavior and water use efficiency under progressive water stress. Agricultural Water Management. 2016;164(Pt 1):91-99. DOI: 10.1016/j.agwat.2015.07.016Carvalho L.C., Amancio S. Cutting the Gordian Knot of abiotic stress in grapevine: From the test tube to climate change adaptation. Physiologia Plantarum. 2019;165(2):330-342. DOI: 10.1111/ppl.12857Carvalho L.C., Amancio S. Cutting the Gordian Knot of abiotic stress in grapevine: From the test tube to climate change adaptation. Physiologia Plantarum. 2019;165(2):330-342. DOI: 10.1111/ppl.12857Дрягин В.Б., Николенко А.А. Состояние виноградарства Российской Федерации. Магарач. Виноградарство и виноделие. 2017;(1):28-30.Dryagin V.B., Nikolenko A.A. The current state of winemaking in the Russian Federation. Magarach. Viticulture and Winemaking. 2017;(1):28-30. [in Russian]Егоров Е.А., Петров В.С. Сортовая политика в современном виноградарстве России. Виноградарство и виноделие. 2020;49:147-151.Egorov E.A., Petrov V.S. Variety policy in the modern viticulture of Russia. Viticulture and Winemaking. 2020;49:147-151. [in Russian]Gómez-Zeledón J.G., Kaiser M., Spring O. An extended leaf disc test for virulence assessment in Plasmopara viticola and detection of downy mildew resistance in Vitis. Plant Pathology and Microbiology. 2016;7:353. DOI: 10.4172/2157-7471.1000353Gómez-Zeledón J.G., Kaiser M., Spring O. An extended leaf disc test for virulence assessment in Plasmopara viticola and detection of downy mildew resistance in Vitis. Plant Pathology and Microbiology. 2016;7:353. DOI: 10.4172/2157-7471.1000353Ильницкая Е.Т., Петров В.С., Нудьга Т.А., Ларькина М.Д., Никулушкина Г.Е. Совершенствование сортимента и методов селекции винограда для нестабильных климатических условий юга России. Виноделие и виноградарство. 2016;(4):36-41.Il’nickaja E.T., Petrov V.S., Nud’ga T.A., Lar’kina M.D., Nikulushkina G.E. Improvement of assortment and grapes breeding methods for unstable climatic conditions of South of Russia. Winemaking and Viticulture. 2016;(4):36-41. [in Russian]Javadi T., Rohollahi D., Ghaderi N., Nazari F. Mitigating the adverse effects of drought stress on the morpho-physiological traits and anti-oxidative enzyme activities of Prunus avium through β-amino butyric acid drenching. Scientia Horticulturae. 2017;218:156-163. DOI: 10.1016/j.scienta.2017.02.019Javadi T., Rohollahi D., Ghaderi N., Nazari F. Mitigating the adverse effects of drought stress on the morpho-physiological traits and anti-oxidative enzyme activities of Prunus avium through β-amino butyric acid drenching. Scientia Horticulturae. 2017;218:156-163. DOI: 10.1016/j.scienta.2017.02.019Ласкавый В.Н., Кузьменко Е.Р., Гетьман Н.Г. Агробиологическая характеристика ранних столовых сортов винограда в Запорожской области. Магарач. Виноградарство и виноделие. 2015;(3):70-71.Laskavyi V.N., Kuzmenko E.R., Getman N.G. The agrobiological aspects of the early table grape varieties in the Zaporozhye region. Magarach. Viticulture and Wine-making. 2015;(3):70-71. [in Russian]Лиховской В.В., Волынкин В.А., Олейников Н.П., Васылык И.А. Наследование устойчивости к оидиуму при выведении столовых сортов винограда. Русский виноград. 2016;3:30-37.Likhovskoi V.V., Volynkin V.A., Oleinikov N.P., Vasylyk I.A. Inheritance of oidium resistence during breeding of table grape varieties. Russkiy vinograd = Russian Grapes. 2016;3:30-37. [in Russian]Анапская ампелографическая коллекция (биологические растительные ресурсы) / под ред. В.С. Петрова. Краснодар; 2018.Petrov V.S. (ed.). Anapa ampelographic collection (biological plant resources) (Anapskaya ampelograficheskaya kollektsiya [biologicheskiye rastitelnye resursy]). Krasnodar; 2018. [in Russian]Петров В.С. Потенциал хозяйственной продуктивности винограда, его реализация в условиях умеренно континентального климата юга России. Магарач. Виноградарство и виноделие. 2016;(1):20-22.Petrov V.S. Potential of economic productivity of grapes and its realization in a temperate continental climate in the South of Russia. Magarach. Viticulture and Winemaking. 2016;(1):20-22. [in Russian]Петров В.С., Алейникова Г.Ю., Марморштейн А.А. Агроэкологическое зонирование территории для оптимизации размещения сортов, устойчивого виноградарства и качественного виноделия. Краснодар; 2020.Petrov V.S., Aleynikova G.Yu., Marmorshtein A.A. Agricultural zoning for optimized variety placement, sustainable viticulture and quality winemaking (Agroekologicheskoye zonirovaniye territorii dlya optimizatsii razmeshcheniya sortov, ustoychivogo vinogradarstva i kachestvennogo vinodeliya). Krasnodar; 2020. [in Russian].Радюкина Н.Л., Иванов Ю.В., Шевякова Н.И. Методы оценки содержания активных форм кислорода, низкомолекулярных антиоксидантов и активностей основных антиоксидантных ферментов. В кн.: Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений / под ред. Вл.В. Кузнецова, В.В. Кузнецова, Г.А. Романова. Москва: БИНОМ; 2012. С.347-365.Radyukina N.L., Ivanov YU.V., Shevyakova N.I. Methods for assessing the content of reactive oxygen species, low molecular weight antioxidants and the activities of the main antioxidant enzymes (Metody otsenki soderzhaniya aktivnykh form kisloroda, nizkomolekulyarnykh antioksidantov i aktivnostey osnovnykh antioksidantnykh fermentov). In: Vl.V. Kuznetsov,V.V. Kuznetsov, G.A. Romanov (eds). Molecular genetic and biochemical methods in modern plant biology (Molekulyarno-geneticheskiye i biokhimicheskiye metody v sovremennoy biologii rasteniy). Moscow: BINOM; 2012. p.347-365. [in Russian]Методическое и аналитическое обеспечение организации и проведения исследований по технологии производства винограда / под ред. К.А. Серпуховитиной. Краснодар; 2010.Serpukhovitina K.A. (ed.). Methodological and analytical support for the organization and conduct of research on the technology of grape production (Metodicheskoye i analiticheskoye obespecheniye organizatsii i provedeniya issledovaniy po tehnologii proizvodstva vinograda). Krasnodar; 2010. [in Russian]Серпуховитина К.А., Петров B.C., Нудьга Т.А., Улитин В.О., Павлюкова Т.П., Талаш А.И. и др. Адаптивный потенциал винограда в стрессовых условиях низких температур зимнего периода. Садоводство и виноградарство. 2006;4:28-31.Serpukhovitina K.A., Petrov V.S., Nud’ga T.A., Ulitin V.O., Pavlyukova T.P., Talash A.I. et al. Adaptive potential of grapes under stressful conditions of low temperatures in the winter period (Adaptivny potentsial vinograda v stressovykh usloviyakh nizkikh temperatur zimnego perioda). Horticulture and Viticulture. 2006;(4):28-31. [in Russian]Sucu S., Yağci A., Yildirim K. Changes in morphological, physiological traits and enzyme activity of grafted and ungrafted grapevine rootstocks under drought stress. Erwerbs-Obstbau. 2018;60(1):127-136. DOI: 10.1007/s10341-017-0345-7Sucu S., Yağci A., Yildirim K. Changes in morphological, physiological traits and enzyme activity of grafted and ungrafted grapevine rootstocks under drought stress. Erwerbs-Obstbau. 2018;60(1):127-136. DOI: 10.1007/s10341-017-0345-7Трошин Л.П. Модернизация столового сортимента для фермерского и приусадебного виноградарства. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014;(95):541-565.Troshin L.P. Modernization of assortment of table grapes for farmers and croft viticulture. Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2014;(95):541-565. [in Russian]Трошин Л.П., Кравченко Р.В., Матузок Н.В., Куфанова Р.Н. Совершенствование сортимента для оптимизации технологии производства винограда в Анапо-Таманской зоне. Магарач. Виноградарство и виноделие. 2021;23(2):120-124. DOI: 10.35547/IM.2021.23.2.003Troshin L.P., Kravchenko R.V., Matuzok N.V., Kufanova R.N. Improvement of the assortment to optimize grape production technology in the Anapo-Taman zone. Magarach. Viticulture and Winemaking. 2021;23(2):120-124. [in Russian] DOI: 10.35547/IM.2021.23.2.003Васылык И.А., Лиховской В.В., Зармаев А.А., Зленко В.А., Рыбаченко Н.А. Диагностика морозоустойчивости сортов винограда при моделировании стресса. Магарач. Виноградарство и виноделие. 2020;22(2):105-110. DOI: 10.35547/IM.2020.17.22.004Vasylyk I.A., Likhovskoi V.V., Zarmayev A.A., Zlenko V.A., Rybachenko N.A. Diagnostics of frost resistance of grape varieties in the conditions of stress modeling. Magarach. Viticulture and Winemaking. 2020;22(2):105-110. [in Russian] DOI: 10.35547/IM.2020.17.22.004

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