References

vir-nw

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Proceedings on applied botany, genetics and breeding

2227-88342619-0982

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources

10.30901/2227-8834-2023-1-225-238

vir-nw-1514

Research Article

ОБЗОРЫ

SURVEYS

Коллекция генетических ресурсов овса ВИР как источник информации по истории возделывания, систематике рода и направлениям селекции культуры (обзор)

The collection of oat genetic resources held by VIR as a source of information on the history of cultivation and taxonomy of the genus, and breeding trends (a review)

https://orcid.org/0000-0002-9250-7225

Лоскутов

И. Г.

Loskutov

I. G.

доктор биологических наук, главный научный сотрудник, заведующий отделом, профессор

190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher, Head of a Department, Professor

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia

i.loskutov@vir.nw.ru

https://orcid.org/0000-0002-8898-4926

Блинова

Е. В.

Blinova

E. V.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia

e.blinova@vir.nw.ru

https://orcid.org/0000-0002-5264-5594

Гнутиков

А. А.

Gnutikov

A. A.

научный сотрудник

190000 Россия, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

Researcher

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia

a.gnutikov@vir.nw.ru

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian Federation

2023

23042023

1841225238

2023

Лоскутов И.Г., Блинова Е.В., Гнутиков А.А.

Loskutov I.G., Blinova E.V., Gnutikov 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/1514

Овес – одна из ведущих зерновых культур, возделываемых в мире и Российской Федерации, имеет важное фуражное и пищевое значение. Для сохранения всего агробиоразнообразия сельскохозяйственных культур в мире существует сеть генных банков, в которых хранится более 200 тыс. образцов овса. Международные и национальные генные банки располагаются во всех странах мира, но одна из крупнейших коллекций овса находится в России.Мировая коллекция рода Avena L. (Овес) Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) является одной из самых больших в мире и составляет более 13 000 образцов. В коллекции хранятся и поддерживаются в живом виде образцы овса всех культурных видов: A. sativa L., A. byzantina K. Koch, A. strigosa Schreb. и A. abyssinica Hochst., местные и селекционные, яровые и зимующие, пленчатые и голозерные формы и все географическое разнообразие 22 диких видов рода Avena из 50 стран мира. В статье приводится историческая справка о создании коллекции культурных и диких видов овса и кто были основными донорами этих коллекций. Кратко представлена таксономическая система рода, которая используется как инструмент эффективной работы и гарантированного сохранения коллекционных образцов. Большинство созданных в РФ сортов имеют в своей родословной образцы, полученные из мировой коллекции ВИР. Паспортная БД содержит подробные сведения обо всех образцах коллекции, что позволяет улучшать работу с коллекцией овса, в том числе гарантированно сохранять образцы коллекции и эффективно их изучать и использовать в виде исходного материала для селекции в ведущих селекцентрах Российской Федерации.Таким образом, мировая коллекция овса ВИР имеет фактическую и потенциальную ценность для устойчивого развития экологически безопасного сельского хозяйства, эффективной переработки сельскохозяйственной продукции и создания безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания.

Oat is one of the leading cereals cultivated in the world and in Russia; it has an important fodder and nutritional value. To preserve the entire crop agrobiodiversity worldwide, there is a network of genebanks that hold more than 200,000 oat accessions. International and national genebanks are located in all the world’s countries, but one of the largest oat collections is located in Russia.The global collection of the genus Avena L. (Oats) at the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR) is one of the largest worldwide and consists of over 13,000 accessions. The collection preserves and maintains live accessions of all cultivated oat species: A. sativa L., A. byzantina K. Koch, A. strigosa Schreb. and A. abyssinica Hochst., landraces, breeding lines, spring and winter forms, covered and naked genotypes, and all geographic diversity of 22 wild Avena spp. from 50 countries. This review provides historical background of the collection of cultivated and wild oat species, and who were the main donors of these holdings. The taxonomic system of the genus is briefly presented, which is used as a tool for efficient work and guaranteed safe preservation of accessions. Most of the cultivars developed in Russia have in their pedigree accessions obtained from the global collection of VIR. The passport database contains detailed information about all accessions of the collection, which makes it possible to improve the work with the oat collection, including safe preservation of accessions and their effective evaluation and use as source material for breeding in the leading breeding centers of Russia.Thus, the global oat collection at VIR has factual and potential value for the sustainable development of environmentally friendly agriculture, efficient processing of agricultural products, and production of safe and high-quality food products, including functional foods.

историягенетические ресурсыагробиоразнообразиегенный банкколлекция ВИРизучениеобразецбаза данныхсортдонор

historygenetic resourcesagrobiodiversitygenebankevaluationaccessiondatabasecultivardonor

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ по теме FGEM-2022-0009 «Структурирование и раскрытие потенциала наследственной изменчивости мировой коллекции зерновых и крупяных культур ВИР для развития оптимизированного генбанка и рационального использования в селекции и растениеводстве».

The work was carried out within the framework of the state task of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, theme No. FGEM-2022-0009 “Structuring and disclosing the potential of hereditary variation in the global collection of cereal and groat crops at VIR for the development of an optimized genebank and its sustainable utilization in plant breeding and crop production”.

References1

Abstracts of oral and poster presentation. OATS 2016 – The 10th International Oat Conference: Innovation for Food and Health. St. Petersburg: VIR; 2016. Available from: http://oats2016.org/files/29614_BLOK_farexpo_tezisy_kongress.pdf [accessed Apr. 20, 2022].

Абугалиева А.С., Середа Г.А., Чудинов В.А., Сариев Б.С., Туруспеков Е.К. Анализ хозяйственно ценных признаков мировой коллекции овса, выращенных в трех различных регионах Казахстана. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2013;171:168-174.

Abugalieva A.S., Sereda G.A., Chudinov V.A., Sariev B.S., Turuspekov Y.K. Agronomic traits variability of world collection of oat grown in three regions of Kazakhstan. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2013;171:168-174. [in Russian].

Баталова Г.А. Овес. Технология возделывания и селекция. Киров; 2000.

Batalova G.A. Oats. Cultivation technology and breeding (Oves. Tekhnologiya vozdelyvaniya i selektsiya). Kirov; 2000. [in Russian].

Баталова Г.А. Мировое разнообразие как основа адаптивной селекции овса. Генетические ресурсы растений – основа продовольственной безопасности и повышения качества жизни: Тезисы докладов международной научной конференции. Санкт-Петербург: ВИР; 2014. С.107.

Batalova G.A. World diversity as the basis for adaptive breeding of oats (Mirovoye raznoobraziye kak osnova adaptivnoy selektsii ovsa). In: Plant genetic resources - the basis for food security and improving the quality of life: Abstracts of the International Scientific Conference (Geneticheskiye resursy rasteniy – osnova prodovolstvennoy bezopasnosti i povysheniya kachestva zhizni: Tezisy dokladov mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii). St. Petersburg: VIR; 2014. p.107. [in Russian].

Баталова Г.А., Лисицын Е.М, Русакова И.И. Биология и генетика овса. Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока; 2008.

Batalova G.A., Lisitsyn E.M, Rusakova I.I. Biology and genetics of oats (Biologiya i genetika ovsa). Kirov: Zonal Research Institute of the North-East; 2008. [in Russian].

Baum B.R., Rajhathy T., Martens J.W., Thomas H. Wild oat gene pool: a collection maintained by the Canada Department of Agriculture. Ottawa: Agriculture Canada; 1975. DOI: 10.5962/bhl.title.59463

Bityutskii N., Loskutov I., Yakkonen K., Konarev A., Shelenga T., Khoreva V. et al. Screening of Avena sativa cultivars for iron, zinc, manganese, protein and oil contents and fatty acid composition in whole grains. Cereal Research Communications. 2020;48(1):87-94. DOI: 10.1007/s42976-019-00002-2

Bityutskii N., Yakkonen K., Loskutov I. Content of iron, zinc and manganese in grains of Triticum aestivum, Secale cereale, Hordeum vulgare and Avena sativa cultivars registered in Russia. Genetic Resources and Crop Evolution. 2017;64(8):1955-1961. DOI: 10.1007/s10722-016-0486-9

FAOSTAT. Food and Agriculture Organization of the United Nations: [website]. Available from: http://faostat3.fao.org/download/Q/QC/E [accessed Dec. 09, 2022].

Фомина М.Н. Развитие селекции овса в Северном Зауралье с использованием генофонда мировой коллекции ВИР. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009;165:134-137.

Fomina M.N. Development of oat breeding in the Northern Transurals using oat genetic resources from the VIR global collection. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2009;165:134-137. [in Russian].

Ганичев Б.Л., Исачкова О.А. Результаты работы с образцами дикорастущих видов овса из коллекции ВИР. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009;165:194-196.

Ganichev B.L., Isachkova O.A. The results of work with accessions of wild oat species from the VIR collection. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2009;165:194-196. [in Russian].

Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Лоскутов И.Г. Характеристика устойчивости образцов овса из коллекции ВИР к фузариозу зерна. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009; 165:177-181.

Gavrilova O.P., Gagkayeva T.Yu., Loskutov I.G. Evaluation of oat accessions from the VIR collection for fusarial head blight resistance. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2009;165:177-181. [in Russian].

Кабашов А.Д., Лоскутов И.Г., Власенко Н.М., Лейбович Я.Г., Маркова А.С., Филоненко З.В. и др. Сорта овса немчиновской селекции, включенные в Госреестр в последние годы (обзор). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(1):110-118. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-110-118

Kabashov A.D., Loskutov I.G., Vlasenko N.M., Leibovich Y.G., Markova A.S., Filonenko Z.V. et al. Oat cultivars developed at Nemchinovka and included into the State Register in recent years (a review). Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2020;181(1):110-118. [in Russian]. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-110-118

Халецкий С.П. Использование генетических ресурсов в селекции овса в Беларуси. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009;165:126-130.

Khaletsky S.P. The use of oat genetic resources in breeding in Byelorussia. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2009;165:126-130. [in Russian].

Комарова Г.Н. Селекция овса в таежной зоне Западной Сибири. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009;165:203-207.

Komarova G.N. The taiga zone of Western Siberia. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2009;165:203-207. [in Russian].

Leonova S., Gnutikov A., Loskutov I., Blinova E., Gustafsson K., Olsson O. Diversity of avenanthramide content in wild and cultivated oats. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2020;181(1):30-47. DOI: 10.30901/ 2227-8834-2020-1-30-47

Linnaeus C. Species Plantarum. Vol. 2. 1st ed. Stockholm: Lawrence Salvii; 1753. DOI: 10.5962/bhl.title.669

Лоскутов И.Г. Овес (Avena L.). Распространение, систематика, эволюция и селекционная ценность. Санкт-Петербург: ВИР; 2007.

Loskutov I.G. Oat (Avena L.). Distribution, systematics, evolution, and breeding value (Oves (Avena L.). Rasprostraneniye, sistematika, evolyutsiya i selekstionnaya tsennost). St Petersburg: VIR; 2007. [in Russian].

Лоскутов И.Г. История мировой коллекции генетических ресурсов растений в России. Санкт-Петербург: ВИР; 2009.

Loskutov I.G. The history of the world collection of plant genetic resources in Russia (Istoriya mirovoy kollektsii geneticheskikh resursov rasteniy v Rossii). St. Petersburg: VIR; 2009. [in Russian].

Loskutov I.G., Blinova E.V., Gavrilova O.P., Gagkaeva T.Yu. The valuable characteristics and resistance to Fusarium disease of oat genotypes. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2017;7(20-3):290-298. DOI: 10.1134/S2079059717030108

Лоскутов И.Г., Ковалева О.Н., Блинова Е.В. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. Санкт-Петербург: ВИР; 2012.

Loskutov I.G., Kovaleva O.N., Blinova E.V. Guidelines for the study and preservation of the world collection of barley and oats (Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu i sokhraneniyu mirovoy kollektsii yachmenya i ovsa). St. Petersburg: VIR; 2012. [in Russian].

Loskutov I.G. Polonskiy V.I. Content of β-glucans in oat grain as a perspective direction of breeding for health products and fodder (review). Agricultural Вiology. 2017;52(4);646-657. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.4.646eng

Loskutov I.G., Rines H.W. Avena L. In: C. Kole (ed.). Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources. Heidelberg; Berlin: Springer; 2011. p.109-184. DOI: 10.1007/978-3-642-14228-4_3

Лоскутов И.Г., Шеленга Т.В., Конарев А.В., Варгач Ю.И., Пороховинова Е.А., Блинова Е.В. и др. Новый подход к структурированию сортового разнообразия голозерных и пленчатых форм культурного овса (Avena sativa L.). Экологическая генетика. 2020;18(1):27-41. DOI: 10.17816/ecogen12977

Loskutov I.G., Shelenga T.V, Konarev A.V., Vargach Yu.I., Porokhovinova E.A., Blinova E.V. et al. Modern approach of structuring the variety diversity of the naked and covered forms of cultural oats (Avena sativa L.). Ecological Genetics. 2020;18(1):27-41. [in Russian]. DOI: 10.17816/ecogen12977

Loskutov I.G., Shelenga T.V., Rodionov A.V., Khoreva V.I., Blinova E.V., Konarev A.V. et al. Application of metabolomic analysis in exploration of plant genetic resources. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences. 2019;73(6):494-501. DOI: 10.2478/prolas-2019-0076

Мальцев А. И. Овсюги и овсы. Sectio Euavena Griseb. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1930; Приложение 38.

Malzew A.I. Wild and cultivated oats. Sectio Euavena Griseb. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 1930; Suppl 38. [in Russian].

Мордвинкина А.И. Новые данные о песчаных овсах (К вопросу о происхождении Avena strigosa Schreb., Avena brevis Roth. и Avena nudibrevis Vav.). В кн.: Труды Всесоюзного съезда по генетике и селекции. Т. 3. Ленинград; 1929. С.361-370.

Mordvinkina A.I. New data on sandy oats (On the origin of Avena strigosa Schreb., Avena brevis Roth. and Avena nudibrevis Vav.) (Novye dannye o peschanykh ovsakh [K voprosu o proiskhozhdenii Avena strigosa Schreb., Avena brevis Roth. i Avena nudibrevis Vav.). In: Proceedings of the All-Union Congress on Genetics and Breeding. Vol. 3 (Trudy Vsesoyuznogo syezda po genetike i selektsii. T. 3). Leningrad; 1929. p.361-370. [in Russian].

Мордвинкина А.И. Овес – Avena. В кн.: Культурная флора СССР. Т. 2. Хлебные злаки. Рожь, ячмень, овес. Москва; Ленинград; 1936. С.333-438.

Mordvinkina A.I. Oats – Avena (Oves – Avena). In: Cultivated flora of the USSR. Vol. 2. Cereals. Rye, barley, oats (Kulturnaya flora SSSR. T. 2. Khlebnye zlaki. Rozh, yachmen, oves). Moscow; Leningrad; 1936. p.333-438. [in Russian].

Multi-Crop Passport Descriptors. Rome: FAO/IPGRI; 2001. Available from: http://www.bioversityinternational.org/fileadmin/bioversity/publications/pdfs/124.pdf [accessed Dec. 15, 2021].

Oat Descriptors. Rome: IBPGR; 1985.

Polonskiy V., Loskutov I., Sumina A. Biological role and health benefit of antioxidant compounds in cereals. Biological Communication. 2020;65(1):53-67. DOI: 10.21638/spbu03.2020.105

Родионова Н.А., Солдатов В.Н., Мережко В.Е., Ярош Н.П., Кобылянский В.Д. Культурная флора. Т. 2, ч. 3. Овес. Москва: Колос; 1994.

Rodionova N.A., Soldatov V.N., Merezhko V.E., Yarosh N.P., Kobylyansky V.D. Flora of cultivated plants. Vol. 2 (Pt 3). Oat (Kulturnaya flora. T. 2, ch. 3. Oves). Moscow: Kolos; 1994. [in Russian].

Синская Е.Н. О понятии «сорт» (В порядке обсуждения). Селекция и семеноводство. 1950;9:30-32.

Sinskaya E.N. On the concept of “variety” (As a matter of discussion) (O ponyatii “sort” [V poryadke obsuzhdeniya]). Selektsiya i semenovodstvo = Breeding and Seed Production. 1950;9:30-32. [in Russian].

Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. «Сорта растений» (официальное издание). Москва: Росинформагротех; 2021.

State Register for Selection Achievements Admitted for Usage (National List). Vol. 1 “Plant varieties” (official publication). Moscow: Rosinformagrotekh; 2021. [in Russian].

The International COMECON List of Descriptors for the genus Avena L. Leningrad: VIR; 1984.

Трофимовская А.Я., Пасынков В.И., Родионова Н.А., Солдатов В.Н. Генетический потенциал секции настоящих овсов рода Avena и его значение для селекции. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1976;58(2):83-109.

Trofimovskaya A.Ya., Pasynkov V.I., Rodionova N.A., Soldatov V.N. Genetic potential of the section of true oats of the genus Avena and its importance for breeding (Geneticheskiy potentsial sektsii nastoyashchikh ovsov roda Avena i yego znacheniye dlya selektsii). Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 1976;58(2):83-109. [in Russian].

Васюкевич С.В., Смищук Н.Г., Гордиевских Т.И. Эффективное использование коллекционных образцов овса в условиях Западной Сибири. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009;165:191-194.

Vasyukevich S.V., Smischuk N.G., Gordiyevskikh T.I. Efficient utilization of oat accessions in Western Siberia. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2009;165:191-194. [in Russian].

Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции. В кн.: Теоретические основы селекции растений. Т. 1. Общая селекция растений / под ред. Н.И. Вавилова. Москва; Ленинград: Сельхозгиз; 1935. С.15-74.

Vavilov N.I. Botanical and geographic fundamentals of breeding (Botaniko-geograficheskiye osnovy selektsii). In: N,I. Vavilov (ed.). Theoretical Basеs of Plant Breeding. Vol. 1, General Principles of Plant Breeding (Teoreticheskiye osnovy selektsii rasteniy. T. 1. Obshchaya selektsiya rasteniy). Moscow; Leningrad: Selkhozgiz; 1935. p.15-74. [in Russian].

Вавилов Н.И. Избранные труды. Т. 5. Проблемы происхождения, географии, генетики, селекции растений, растениеводства и агрономии. Москва; Ленинград: АН СССР; 1965.

Vavilov N.I. Selected works. Vol. 5. Problems of plant origin, geography, genetics, breeding, cultivation and agronomy (Izbrannye trudy. T. 5. Problemy proiskhozhdeniya, geografii, genetiki, selektsii rasteniy, rasteniyevodstva i agronomii). Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences; 1965. [in Russian].

Вавилов Н.И. Мировые растительные ресурсы и их использование в селекции. В кн.: Вавилов Н.И. Избранные труды. Т. 3. Москва; Ленинград: Наука; 1962. С.474-491.

Vavilov N.I. World plant resources and their use in breeding (Mirovye rastitelnye resursy i ikh ispolzovaniye v selektsii). In: N.I. Vavilov. Selected works. Vol. 3 (N.I. Vavilov. Izbrannye trudy. T. 3). Moscow; Leningrad: Nauka; 1962. p. 474-491. [in Russian].

Вавилов Н.И. Мировые ресурсы сортов хлебных злаков, зерновых бобовых, льна и их использование в селекции. Пшеница. Москва; Ленинград: Наука; 1964.

Vavilov N.I. World resources of cereals, grain leguminous crops and flax and their utilization in plant breeding. Wheat (Mirovye resursy sortov khlebnykh zlakov, zernovykh bobovykh, lna i ikh ispolzovaniye v selektsii. Pshenitsa). Moscow; Leningrad: Nauka; 1964. [in Russian].

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