vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2025-1-106-120vir-nw-2254Research ArticleКОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИCOLLECTIONS OF THE WORLD’S CROP GENETIC RESOURCES FOR THE DEVELOPMENT OF PRIORITY PLANT BREEDING TRENDSВлияние погодных факторов на элементы семенной продуктивности гороха при репродукции коллекции ВИР на Адлерской опытной станцииThe effect of weather factors on seed productivity components in pea accessions from VIR during their reproduction at Adler Experiment Stationhttps://orcid.org/0000-0002-2637-1091СеменоваЕ. В.SemenovaE. V.

Елена Викторовна Семенова, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

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

Elena V. Semenova, Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

e.semenova@vir.nw.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4051-3671НовиковаЛ. Ю.NovikovaL. Yu.

Любовь Юрьевна Новикова, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, заведующая отделом

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

Liubov Yu. Novikova, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher, Head of a Department

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

l.novikova@vir.nw.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1510-8546БойкоA. П.BoykoA. P.

Александр Петрович Бойко, доктор сельскохозяйственных наук, директор филиала

353340, Сочи, ул. Ленина, 95

Alexander P. Boyko, Dr. Sci. (Agriculture), Director

95 Lenina St., Sochi 354340

aos.vir@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2808-7745ВишняковаМ. А.VishnyakovaM. A.

Маргарита Афанасьевна Вишнякова, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, заведующая отделом

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

Margarita A. Vishnyakova, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher, Head of a Department

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

m.vishnyakova.vir@gmail.comФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian FederationФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Адлерская опытная станция – филиал ВИРРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, Adler Experiment Station – branch of VIR, SochiRussian Federation2025120420251861106120Copyright © Семенова Е.В., Новикова Л.Ю., Бойко A.П., Вишнякова М.А., 20252025Семенова Е.В., Новикова Л.Ю., Бойко A.П., Вишнякова М.А.Semenova E.V., Novikova L.Y., Boyko A.P., Vishnyakova M.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/2254Актуальность

Актуальность. Анализ влияния агроклиматических условий на формирование урожайности гороха в условиях влажных субтропиков Кавказа важен для выяснения оптимальных режимов тепло- и влагообеспеченности, а также для выявления образцов со стабильной продуктивностью в качестве исходного материала для селекции в регионе.

Материал и методы

Материал и методы. Объект исследования – 453 образца гороха из коллекции ВИР, проходившие первичное полевое изучение на Адлерской опытной станции ВИР в 2020–2022 гг. Изучаемая выборка содержала разнообразный материал по направлениям использования образцов и географии их происхождения. Полевое фенотипирование выборки из коллекции гороха осуществляли в соответствии с методическими указаниями ВИР. Статистическая обработка данных проведена в программе Statistica 13.3.

Результаты

Результаты. Доля влияния погодных условий на фенотипические признаки, определяющие урожайность гороха, в среднем составила 44,0%, генотипическая составляющая – 32,7%. Наибольшее влияние генотипа проявилось по отношению к числу непродуктивных узлов (97,0%), к массе 1000 семян (83,6%), длине стебля (81,1%), числу цветков в кисти (80,9%), максимальному числу семян в бобе (71,0%), крупности боба (68,3%), среднему числу бобов на растении (51,0%). Максимально высокое влияние среды выявлено по отношению к продолжительности вегетационного периода (79,0%) и периоду «всходы – цветение» (65,1%).

Заключение

Заключение. Критическими для гороха в 2020–2022 гг. явились избыточные осадки и высокие температуры воздуха в период созревания. Закономерности формирования семенной продуктивности различны у сортов трех направлений использования: зернового, овощного и кормового. Выявлены наиболее продуктивные образцы, а также образцы со стабильной продуктивностью на фоне погодных флуктуаций в течение трех лет.

Background

Background. An analysis of the effect of agroclimatic conditions on the formation of pea yields in the humid subtropics of the Caucasus is important to determine optimal modes of heat and moisture supply, as well as to identify accessions with stable productivity as source material for breeding in the region.

Material and methods

Material and methods. The materials of the study included 453 pea accessions from the VIR collection, which underwent a primary field study at Adler Experiment Station of VIR in 2020–2022. The studied set of accessions was characterized by diverse uses and various geographic origins. Field phenotyping was carried out in accordance with VIR’s guidelines. Statistical data processing was performed using the Statistica 13.3 software.

Results

Results. The effect size of the influence of weather conditions on phenotypic traits determining pea yield averaged 44.0%, and its genotypic component was 32.7%. The greatest effect of the genotype was manifested on the number of nonproductive nodes (97.0%), 1000-seed weight (83.6%), stem length (81.1%), number of flowers per raceme (80.9%), maximum number of seeds per pod (71.0%), pod size (68.3%), and average number of pods per plant (51.0%). The maximum influence of the environment was recorded for the durations of the growing season (79.0%) and the period from sprouting to flowering (65.1%).

Conclusion

Conclusion. Excessive precipitation and high air temperatures during the maturation period were critical for peas during the years of studying. The patterns of seed productivity formation differed among the cultivars grown for three different uses: grain, vegetable, and fodder. The most productive accessions were identified, as well as those with stable productivity under weather fluctuations across the three years of testing.

 

 

горохпогодавлажные субтропики Кавказаколлекция ВИРвлияние среды и генотипаANOVApeaweatherhumid Caucasian subtropicsVIR collectioneffect of environment and genotypeANOVAРабота выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану ВИР по проекту FGEM-2022-0002 «Выявление возможностей генофонда бобовых культур для оптимизации их селекции и диверсификации использования в различных отраслях народного хозяйства».The work was performed within the framework of the state task according to the theme plan of VIR, Project No. FGEM-2022-0002 “Identifying possibilities in the genetic diversity of leguminous crops to optimize their breeding and diversify uses in various sectors of the national economy”.ReferencesAyupov D.S., Davletov F.A., Asylbaev I.G., Kuznetsov I.Y., Akhmadullina I.I., Dmitriev A.M. et al. Selection of high-yielding, high-tech varieties of field pea (Pisum sativum L.). Legume Research. 2019;42(5):615-619. DOI: 10.18805/LR-474Ayupov D.S., Davletov F.A., Asylbaev I.G., Kuznetsov I.Y., Akhmadullina I.I., Dmitriev A.M. et al. Selection of high-yielding, high-tech varieties of field pea (Pisum sativum L.). Legume Research. 2019;42(5):615-619. DOI: 10.18805/LR-474Bueckert R.A., Wagenhoffer S., Hnatowich G., Warkentin T.D. Effect of heat and precipitation on pea yield and reproductive performance in the field. Canadian Journal of Plant Science. 2015;95(4):629-639. DOI: 10.4141/CJPS2014-342Bueckert R.A., Wagenhoffer S., Hnatowich G., Warkentin T.D. Effect of heat and precipitation on pea yield and reproductive performance in the field. Canadian Journal of Plant Science. 2015;95(4):629-639. DOI: 10.4141/CJPS2014-342Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science. 1966;6(1):36-40. DOI: 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011xEberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science. 1966;6(1):36-40. DOI: 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011xГаевая Э.А., Васильченко А.П. Урожайность гороха в зависимости от погодных условий Ростовской области. Достижения науки и техники АПК. 2016;30(2):3234.Gaevaya E.A., Vasilchenko A.P. Pea productivity depending on weather conditions of Rostov region. Achievements of Science and Technology of AIC. 2016;30(2):32-34. [in Russian] .Гатаулина Г.Г., Никитина С.С. Зернобобовые культуры: системный подход к анализу роста, развития и формирования урожая. Москва: ИНФРА-М; 2024.Gataulina G.G., Nikitina S.S. Leguminous crops: a systematic approach to the analysis of growth, development, and crop formation (Zernobobovye kultury: sistemny podkhod k analizu rosta, razvitiya i formirovaniya urozhaya). Moscow: INFRA-M; 2024. [in Russian] .Говоров Л.И. Pisum L. – Горох. В кн.: Культурная флора СССР. Т. IV. Зерновые бобовые / под ред. Н.А. Базилевской, Е.И. Барулиной. Москва; 1937. С.229-336.Govorov L.I. Pisum L. – Pea (Gorokh). In: N.A. Bazilevskaya, E.I. Barulina (eds). Cultivated Flora of the USSR. Vol. IV. Grain Legumes (Zernovye bobovye). Moscow; 1937. p.229-336. [in Russian] . DOI: 10.3390/agronomy14010133Gudko V., Usatov A., Minkina T., Duplii N., Azarin K., Tatarinova T.V. et al. Dependence of the pea grain yield on climatic factors under semi-arid conditions. Agronomy. 2024;14(1):133. DOI: 10.3390/agronomy14010133Lamichaney A., Parihar A.K., Hazra K.K., Dixit G.P., Katiyar P.K., Singh D. et al. Untangling the influence of heat stress on crop phenology, seed set, seed weight, and germination in field pea (Pisum sativum L.). Frontiers in Plant Science. 2021;12:635868. DOI: 10.3389/fpls.2021.635868Lamichaney A., Parihar A.K., Hazra K.K., Dixit G.P., Katiyar P.K., Singh D. et al. Untangling the influence of heat stress on crop phenology, seed set, seed weight, and germination in field pea (Pisum sativum L.). Frontiers in Plant Science. 2021;12:635868. DOI: 10.3389/fpls.2021.635868Larmure A., Munier-Jolain N.G. High temperatures during the seed-filling period decrease seed nitrogen amount in pea (Pisum sativum L.): Evidence for a sink limitation. Frontiers in Plant Science. 2019;10:1608. DOI: 10.3389/fpls.2019.01608Larmure A., Munier-Jolain N.G. High temperatures during the seed-filling period decrease seed nitrogen amount in pea (Pisum sativum L.): Evidence for a sink limitation. Frontiers in Plant Science. 2019;10:1608. DOI: 10.3389/fpls.2019.01608Makasheva R., Belekhova K., Kornejchuk V., Lehmann Chr., Pavelkova A. The international COMECON list of descriptors for the genus Pisum L. Leningrad: VIR; 1986. [in Russian] .Макашева Р., Белехова К., Корнейчук В., Леманн Х., Павелкова А. Международный классификатор СЭВ рода Pisum L. Ленинград: ВИР; 1986.Makasheva R.Kh. Pea (Gorokh). Leningrad: Kolos; 1973. [in Russian].Макашева Р.Х. Горох. Ленинград: Колос; 1973.Mishchenko Z.A. Agricultural climatology (Agroklimatologiya). Kyiv: KNT; 2009. [in Russian]Мищенко З.А. Агроклиматология. Киев: КНТ, 2009.Mohapatra C., Chand R., Tiwari J.K., Singh A.K. Effect of heat stress during flowering and pod formation in pea (Pisum sativum L.). Physiology and Molecular Biology of Plants. 2020;26(6):1119-1125. DOI: 10.1007/s12298-020-00803-4Mohapatra C., Chand R., Tiwari J.K., Singh A.K. Effect of heat stress during flowering and pod formation in pea (Pisum sativum L.). Physiology and Molecular Biology of Plants. 2020;26(6):1119-1125. DOI: 10.1007/s12298-020-00803-4Prasad P.V.V., Bheemanahalli R., Jagadish S.V.K. Field crops and the fear of heat stress – Opportunities, challenges and future directions. Field Crops Research. 2017;200:114-121. DOI: 10.1016/j.fcr.2016.09.024Prasad P.V.V., Bheemanahalli R., Jagadish S.V.K. Field crops and the fear of heat stress – Opportunities, challenges and future directions. Field Crops Research. 2017;200:114-121. DOI: 10.1016/j.fcr.2016.09.024PROyugAgro. Kuban plans to collect a record pea harvest in 2023 (Kuban planiruyet sobrat rekordny urozhay gorokha v 2023 g.). RBC; July 25, 2023. [in Russian]. URL: https://kuban.rbc.ru/krasnodar/freenews/64bf921b9a794720c4a91fcb [дата обращения: 05.03.2024].PROюгАгро. Кубань планирует собрать рекордный урожай гороха в 2023 г. РБК; 25.07.2023. URL: https://kuban.rbc.ru/krasnodar/freenews/64bf921b9a794720c4a91fcb [дата обращения: 05.03.2024].Selyaninov G.T. On agricultural estimation of climate. Contributions to Agricultural Meteorology. 1928;20:165-177. [in Russian].Селянинов Г.Т. О сельскохозяйственной оценке климата. Труды по сельскохозяйственной метеорологии. 1928;20:165-177.Semenova E.V., Boyko A.P., Novikova L.Y., Vishnyakova M.A. Phenotypic traits differentiating the genetic resources of pea (Pisum sativum L.) by the type of use. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2022;26(7):599-608. [in Russian]. DOI: 10.18699/VJGB-22-74Семенова Е.В., Бойко А.П., Новикова Л.Ю., Вишнякова М.А. Фенологические признаки, определяющие дифференциацию генофонда гороха (Pisum sativum L.) по направлениям использования. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(7):599-608. DOI: 10.18699/VJGB-22-74Stepanov V.N. About some features of the biology of peas, beans, and spring vetch in connection with breeding for earliness (O nekotorykh osobennostyakh biologii gorokha, bobov i yarovoy viki v svyazi s selektsiyey na skorospelost). In: Novelties in the Pea, Bean and Spring Vetch Breeding Methods (Novoye v metodakh selektsii kormovykh bobov, gorokha i viki). Moscow; 1963. p.17-31. [in Russian].Степанов В.Н. О некоторых особенностях биологии гороха, бобов и яровой вики в связи с селекцией на скороспелость. В кн.: Новое в методах селекции кормовых бобов, гороха и вики. Москва; 1963. С.17-31.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 растительные ресурсы и их использование в селекции. В кн.: Вавилов Н.И. Избранные труды. Т. 3. Москва; Ленинград: Наука; 1962. С.474-491.Vishniyakova M.A., Seferova I.V., Buravtseva T.V., Burlyaeva M.O., Semenova E.V., Filipenko G.I., Aleksandrova T.G., Egorova G.P., Yankov I.I., Bulyntsev S.V., Gerasimova T.V., Drugova E.V. VIR global collection of grain legume crop genetic resources: replenishment, conservation and studying. Guidelines. St. Petersburg: VIR; 2018. [in Russian]. DOI: 10.30901/9785-905954-79-5Вишнякова М.А., Сеферова И.В., Буравцева Т.В., Бурляева М.О., Семенова Е.В., Филипенко Г.И., Александрова Т.Г., Егорова Г.П., Яньков И.И., Булынцев С.В., Герасимова Т.В., Другова Е.В. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР: пополнение, сохранение и изучение. Методические указания. Санкт-Петербург: ВИР; 2018. DOI: 10.30901/9785-905954-79-5.Вишнякова М.А., Сеферова И.В., Буравцева Т.В., Бурляева М.О., Семенова Е.В., Филипенко Г.И., Александрова Т.Г., Егорова Г.П., Яньков И.И., Булынцев С.В., Герасимова Т.В., Другова Е.В. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР: пополнение, сохранение и изучение. Методические указания. Санкт-Петербург: ВИР; 2018. DOI: 10.30901/9785-905954-79-5.

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