vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2024-1-51-63vir-nw-1864Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESПроявление селекционно ценных признаков у межвидовых гибридов картофеля из коллекции ВИР в условиях Камчатского краяBreeding value of potato hybrid clones from the VIR collection revealed in the environments of Kamchatka Territoryhttps://orcid.org/0000-0003-4714-4565ИващенкоА. Д.IvashchenkoA. D.

Анна Дмитриевна Иващенко, старший научный сотрудник,

684033 Камчатский край, Елизовский район, с. Сосновка, ул. Центральная, 4

Anna D. Ivashchenko, Senior Researcher,

4 Tsentralnaya St., Sosnovka Village, Yelizovsky District, Kamchatka Territory 684033

ivashchenkoanna@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8574-4604ШерстюковаТ. П.SherstyukovaT. P.

Тамара Петровна Шерстюкова, старший научный сотрудник,

684033 Камчатский край, Елизовский район, с. Сосновка, ул. Центральная, 4

Tamara P. Sherstyukova, Senior Researcher,

4 Tsentralnaya St., Sosnovka Village, Yelizovsky District, Kamchatka Territory 684033

shestyukova.tamara@tamara.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7368-0244ХасбиуллинаО. И.KhasbiullinaO. I.

Ольга Ивановна Хасбиуллина, кандидат сельскохозяйственных наук, директор,

684033 Камчатский край, Елизовский район, с. Сосновка, ул. Центральная, 4

Olga I. Khasbiullina, Cand. Sci. (Agriculture), Director,

4 Tsentralnaya St., Sosnovka Village, Yelizovsky District, Kamchatka Territory 684033

Khasbiullina@kamniish.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2743-068XРогозинаЕ. В.RogozinaE. V.

Елена Вячеславовна Рогозина, доктор биологических наук, ведущий научный  сотрудник,

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

Elena V. Rogozina, Dr. Sci. (Biology), Leading Researcher,

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

rogozinaelena@gmail.comФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Камчатский научно-исследовательский институт сельского хозяйства – филиал ВИРРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, Kamchatka Research Institute of Agriculture, branch of VIRRussian FederationФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian Federation20240305202418515163Copyright © Иващенко А.Д., Шерстюкова Т.П., Хасбиуллина О.И., Рогозина Е.В., 20242024Иващенко А.Д., Шерстюкова Т.П., Хасбиуллина О.И., Рогозина Е.В.Ivashchenko A.D., Sherstyukova T.P., Khasbiullina O.I., Rogozina E.V.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/1864

Актуальность исследования заключается в обновлении генофонда для селекции ранних и среднеранних сортов картофеля в условиях Камчатского края. Использование межвидовых гибридов из коллекции ВИР в качестве родительских форм увеличивает генетическое разнообразие. Выбор родительских пар для скрещивания основан на всесторонней их оценке в конкретных почвенно-климатических условиях.

Цель исследования – оценить гибриды картофеля в условиях Камчатского края по комплексу признаков, выделить лучшие родительские формы, создать новые гибридные комбинации и отобрать перспективный селекционный материал.

Материалы и методы

Материалы и методы. В течение трех лет (2020–2022) в Камчатском НИИСХ в соответствии с общепринятой методикой селекционного процесса картофеля изучены 11 гибридов картофеля, созданных в ВИР. Стандарты – ‘Fresco’ (раннеспелый) и ‘Вулкан’ (среднеранний). В теплице проведены скрещивания с 28 сортами отечественной и зарубежной селекции. Новый селекционный материал оценен в питомнике предварительного испытания по продуктивности и скороспелости.

Результаты

Результаты. В условиях разной тепло- и влагообеспеченности гибрид 117-2 по продуктивности (899 г/куст) не уступал сортам-стандартам ‘Вулкан’ и ‘Fresco’ (700–739 г/куст). Гибриды 94-5, 99-10-1, 8-1-2004, 8-3-2004, 8-5-2004, 135-3- 2005, 135-5-2005, 99-6-6 и 134-2-2006 по большинству признаков соответствуют сортам картофеля в коллекционном питомнике Камчатского НИИСХ, при скрещивании отличаются хорошими показателями ягодообразования и завязываемости семян. Выполнено 140 вариантов скрещиваний, получено 35 комбинаций с участием 10 гибридов и 13 сортов картофеля. Большинство гибридов результативно использованы в скрещиваниях как материнские формы.

Заключение

Заключение. Использование созданных в ВИР гибридов 94-5, 8-1-2004 и 8-5-2004 в качестве материнских форм при скрещивании с сортами ‘Bellarosa’ и ‘Солнышко’ позволило создать новый материал для селекции картофеля на скороспелость и выносливость в условиях Камчатского края.

Background

Background. Potato breeding involves planned artificial hybridization between previously selected parental lines. A way to make potato breeding more efficient is to use the diversity of the germplasm and broaden the gene pool of parental lines. Interspecific potato hybrids originated on the elite potato germplasm display a set of valuable traits. The current challenge is to assess the performance of potato hybrids under specific soil and climate conditions to clarify their breeding value.

The objective of the study was to evaluate potato hybrids in the environments of Kamchatka Territory according to a set of traits, identify the best parental lines, develop new hybrid combinations, and select promising breeding material.

Materials and methods

Materials and methods. Eleven potato hybrids from VIR were studied over three years (2020–2022) in the fields of Kamchatka Research Institute of Agriculture. The hybrids were benchmarked against two reference potato cultivars, ‘Fresco’ and ‘Vulkan’, belonging to the early and mid-early maturity groups, respectively. Crosses between the hybrids and 28 potato cultivars were carried out in the greenhouse. The new hybrid material was tested in a preliminary trial nursery for yield and earliness.

Results

Results. Hybrid 117-2 was better in yield (899 g/plant) than cvs. ‘Vulkan’ and ‘Fresco’ (700–739 g/plant). Hybrids 94-5, 99-10- 1, 8-1-2004, 8-3-2004, 8-5-2004, 135-3-2005, 135-5-2005, 99-6-6, and 134-2-2006 in most traits matched the potato cultivars, manifesting good berry formation and seed setting when crossed. Out of 140 crosses between 11 hybrids and 28 cultivars, 35 crosses between 10 hybrids and 13 cultivars were successful. Most hybrids were effectively used in crossings as maternal forms.

Conclusion

Conclusion. VIR’s hybrids 94-5, 8-1-2004, and 8-5-2004 proved the most promising as source material for the development of new early potatoes under the conditions of Kamchatka Territory.

сортисходный материалскрещиваемостьпродуктивностьраннеспелостьcultivarsource materialcrossabilityyieldearlinessработа выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану Камчатского научно-исследовательского института сельского хозяйства № 0824-2019-0003 «Разработать ресурсоэнергоэкономные экологически безопасные технологии возделывания сельскохозяйственных культур на основе мобилизации генетических ресурсов растений, использования методов селекции, конструирования адаптивных экосистем» и согласно тематическому плану ВИР по проекту FGEM 0481-2022-0004 «Совершенствование подходов и методов <i>ex situ</i> сохранения идентифицированного генофонда вегетативно размножаемых культур и их диких родичей, разработка технологий их эффективного использования в селекции». Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.the study was conducted within the framework of the state task according to the theme plan of Kamchatka Research Institute of Agriculture, No. 0824-2019-0003 “To develop resource- and energy-efficient environmentally safe technologies of crop cultivation based on plant genetic resources mobilization, use of breeding methods, and construction of adaptable ecosystems”, and the theme plan of VIR, Project No. FGEM 0481-2022-0004 “Improving the approaches and methods for <i>ex situ</i> conservation of the identified genetic diversity of vegetatively propagated crops and their wild relatives, and development of technologies for their effective utilization in plant breeding”. The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesBradshaw J.E. Potato breeding: Theory and practice. Cham: Springer International Publishing; 2021.Bradshaw J.E. Potato breeding: Theory and practice. Cham: Springer International Publishing; 2021.Хлопюк М.С., Чалая Н.А., Рогозина Е.В. Стабильность агрономически ценных признаков у клонов межвидовых гибридов картофеля в условиях Центрального региона европейской территории России. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021;182(4):79-89. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-4-79-89Khlopyuk М.S., Chalaya N.A., Rogozina E.V. Stability of agronomic traits in interspecific hybrid potato clones in the Central Region of European Russia. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2021;182(4):79-89. [in Russian]. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-4-79-89Костина Л.И., Фомина В.Е., Королева Л.В., Бычков Д.А., Косарева О.С. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 804. Картофель: Селекционные сорта картофеля: (исходный материал, выделенный на основе новой технологии). Санкт-Петербург: ВИР, 2010.Kostina L.I., Fomina V.E., Koroleva L.V., Bychkov D.A., Kosareva O.S. Catalogue of the VIR global collection. Issue 804. Potato: Breeding varieties (initial material selected with a new technology). St. Petersburg: VIR; 2010. [in Russian]Методика исследований по культуре картофеля. Москва: НИИКХ; 1967.Methodology of potato crop research (Metodika issledovaniy po kulture kartofelya). Moscow: Research Institute of Potato Farming; 1967. [in Russian].Nagel M., Dulloo M.E., Bissessur P., Gavrilenko T., Bamberg J., Ellis D., Giovannini P. A global strategy for the conservation of potato. Bonn: Global Crop Diversity Trust; 2022. DOI: 10.5447/ipk/2022/29Nagel M., Dulloo M.E., Bissessur P., Gavrilenko T., Bamberg J., Ellis D., Giovannini P. A global strategy for the conservation of potato. Bonn: Global Crop Diversity Trust; 2022. DOI: 10.5447/ipk/2022/29Polivanova O.B., Gins E.M., Moskalev E.A., Voinova M.S., Koroleva A.K., Semenov A.Zh. et al. Quality evaluation, phytochemical characteristics and estimation of beta-carotene hydroxylase 2 (Chy2) alleles of interspecific potato hybrids. Agronomy. 2021;11(8):1619. DOI: 10.3390/agronomy11081619Polivanova O.B., Gins E.M., Moskalev E.A., Voinova M.S., Koroleva A.K., Semenov A.Zh. et al. Quality evaluation, phytochemical characteristics and estimation of beta-carotene hydroxylase 2 (Chy2) alleles of interspecific potato hybrids. Agronomy. 2021;11(8):1619. DOI: 10.3390/agronomy11081619Рогозина Е.В., Чалая Н.А., Бекетова М.П., Бирюкова В.А., Кирпичева Т.В., Кузнецова М.А., Мананков В.В., Фадина О.А., Хлопюк М.С., Хавкин Э.Е. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 866. Межвидовые гибриды картофеля, устойчивые к возбудителям болезней. Санкт-Петербург: ВИР; 2018.Rogozina E.V., Chalaya N.A., Beketova M.P., Biryukova V.A., Kirpicheva M.A., Kuznetsova M.A., Manankov V.V., Fadina O.A., Khlopyuk M.S., Khavkin E.E. Catalogue of the VIR global collection. Issue 866. Interspecific potato hybrids resistant to disease causative agents. St. Petersburg: VIR; 2018. [in Russian].Ряховская Н.И., Гайнатуллина В.В., Власенко Г.П. Агробиологическое обоснование возделывания семенного картофеля в условиях Камчатского края. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2016.Ryakhovskaya N.I., Gaynatullina V.V., Vlasenko G.P. Agrobiological rationale for seed potato cultivation in the environments of Kamchatka Territory (Agrobiologicheskoye obosnovaniye vozdelyvaniya semennogo kartofelya v usloviyakh Kamchatskogo kraya). Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchatpress, 2016. [in Russian].Шерстюкова Т.П. Оценка гибридов картофеля различного происхождения по скороспело сти в условиях Камчатской области. Научные труды Ленинградского сельскохозяйственного института. 1977;(298):57-61.Sherstyukova T.P. Evaluation of potato hybrids of various origin according to their earliness in the environments of Kamchatka Territory (Otsenka gibridov kartofelya razlichnogo proiskhozhdeniya po skorospelosti v usloviyakh Kamchatskoy oblasti). Nauchnye trudy Leningradskogo selskokhozyaystvennogo instituta = Scientific Papers of Leningrad Agricultural Institute. 1977;(298):57-61. [in Russian].Симаков Е.А., Анисимов Б.В., Жевора С.В., Митюшкин Ал.В., Мелешин А.А., Апшев Х.Х., Журавлев А.А., Митюшкин А.В., Жарова В.А., Салюков С.С., Овечкин С.В., Гайзатулин А.С., Шанина Е.П., Клюкина Е.М., Сташевски З., Замалиева Ф.Ф., Красников С.Н., Рогачев Н.И., Дергачева Н.В., Черемисин А.И., Евдокимова З.З, Шелабина Т.А., Новоселов А.В., Волик Н.М., Долов М.С., Абазов А.Х., Сергеева З.Ф., Синцова Н.Ф., Гаджиев Н.М., Лебедева В.А., Серегина Н.И., Дубинин С.В. Сорта картофеля российской селекции / под ред. Е.А. Симакова. Москва; 2018.Simakov E.A., Anisimov B.V., Zhevora S.V., Mityushkin Al.V., Meleshin A.A., Apshev Kh.Kh., Zhuravlev A.A., Mityushkin A.V., Zharova V.A., Salyukov S.S., Ovechkin S.V., Gayzatulin A.S., Shanina E.P., Klyukina E.M., Stashevski Z., Zamalieva F.F., Krasnikov S.N., Rogachev N.I., Dergacheva N.V., Cheremisin A.I., Evdokimova Z.Z, Shelabina T.A., Novoselov A.V., Volik N.M., Dolov M.S., Abazov A.Kh., Sergeeva Z.F., Sintsova N.F., Gadzhiev N.M., Lebedeva V.A., Seregina N.I., Dubinin S.V. Potato cultivars bred in Russia (Sorta kartofelya rossiyskoy selektsii). Simakov E.A. (ed.). Moscow; 2018. [in Russian].Симаков Е.А., Анисимов Б.В., Жевора С.В., Митюшкин А.В., Журавлев А.А., Митюшкин А.В., Гайзатулин А.С. Актуальные направления развития селекции и семеноводства картофеля в России. Картофель и овощи. 2020;(12):22-26. DOI: 10.25630/PAV.2020.49.70.005Simakov E.A., Anisimov B.V., Zhevora S.V., Mityushkin A.V., Zhuravlev A.A., Mityushkin A.V., Gaizatulin A.S. Current trends in the development of potato breeding and seed production in Russia. Potato and Vegetables. 2020;(12):22-26. [in Russian]. DOI: 10.25630/PAV.2020.49.70.005Методические указания по технологии селекционного процесса картофеля / сост. Е.А. Симаков, Н.П. Склярова, И.М. Яшина. Москва; 2006.Simakov E.A., Sklyarova N.P., Yashina I.M. (comp.). Guidelines for potato breeding process technology (Metodicheskiye ukazaniya po tekhnologii selektsionnogo protsessa kartofelya). Moscow; 2006. [in Russian].Симаков Е.А., Жарова В.А., Митюшкин А.В., Бирюкова В.А., Рогозина Е.В., Киру С.Д. Использование генетических ресурсов картофеля для повышения эффективности селекции. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2017;178(2):113-121. DOI: 10.30901/2227-8834-2017-2-113-121Simakov E.A., Zharova V.A., Mityushkin A.V., Biryukova V.A., Rogozina E.V., Kiru S.D. The use of genetic resources to increase the efficiency of potato breeding. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2017;178(2):113-121. [in Russian]. DOI: 10.30901/2227-8834-2017-2-113-121Стратегия развития агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов Российской Федерации на период до 2030 года. Москва: Правительство Российской Федерации; 2022. URL: http://static.government.ru/media/files/G3hzRyrGPbmFAfBFgmEhxTrec694MaHp.pdf [дата обращения: 28.08.2023].Strategy for the development of agro-industrial and fishery complexes of the Russian Federation for the period until 2030 (Strategiya razvitiya agropromyshlennogo i rybokhozyaystvennogo kompleksov Rossiyskoy Federatsii na period do 2030 goda). Moscow: Government of the Russian Federation; 2022. [in Russian]. URL: http://static.government.ru/media/files/G3hzRyrGPbmFAfBFgmEhxTrec694MaHp.pdf [дата обращения: 28.08.2023].

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