vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2025-2-57-67vir-nw-2335Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESИспользование метаболомного профилирования для оценки образцов Aegilops tauschii Coss. различного географического происхождения из коллекции ВИРThe use of metabolomic profiling to evaluate Aegilops tauschii Coss accessions of various geographical origin from the VIR collectionhttps://orcid.org/0000-0003-3992-5353ШеленгаТ. В.ShelengaT. V.

Татьяна Васильевна Шеленга, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник 

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

Tatiana V. Shelenga, Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher 

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000 

tatianashelenga@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8595-1336МалышевЛ. Л.MalyshevL. L.

Леонид Леонидович Малышев, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник 

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

Leonid L. Malyshev, Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher 

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000 

https://orcid.org/0000-0003-0980-3531БелоусоваМ. Х.BelousovaM. Kh.

Mария Хайбулаевна Белоусова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник 

368612, Республика Дагестан, Дербентский район, с. Вавилово 

Maria Kh. Belousova, Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher 

Vavilovo Village, Derbentsky District 368612, Republic of Dagestan 

m.h.belousova@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-4182-5377ИвановаЮ. В.IvanovaYu. V.

Юлия Вадимовна Иванова, аспирант 

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

Yulia V. Ivanova, Postgraduate Student 

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000 

y.ivanova@vir.nw.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3728-6968КервЮ. А.KervYu. A.

Юлия Андреевна Керв, кандидат биологических наук, научный сотрудник 

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

Yulia A. Kerv, Cand. Sci. (Biology), Researcher 

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000 

kerv@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3274-7662ПоповВ. С.PopovV. S.

Виталий Сергеевич Попов, кандидат технических наук, старший научный сотрудник 

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

Vitaliy S. Popov, Cand. Sci. (Engineering), Senior Researcher 

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000 

v.popov@vir.nw.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2762-2777ХореваВ. И.KhorevaV. I.

Валентина Ивановна Хорева, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, 

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

Valentina I. Khoreva, Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher 

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000 

horeva43@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9698-263XЧикидаН. Н.ChikidaN. N.

Надежда Николаевна Чикида, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник 

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

Nadezhda N. Chikida, Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher 

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000 

n.chikida@vir.nw.ruФедеральный 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, Дагестанская опытная станция – филиал ВИРРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, Dagestan Experiment Station – branch of VIR, Derbentsky DistrictRussian Federation20253006202518625767Copyright © Шеленга Т.В., Малышев Л.Л., Белоусова М.Х., Иванова Ю.В., Керв Ю.А., Попов В.С., Хорева В.И., Чикида Н.Н., 20252025Шеленга Т.В., Малышев Л.Л., Белоусова М.Х., Иванова Ю.В., Керв Ю.А., Попов В.С., Хорева В.И., Чикида Н.Н.Shelenga T.V., Malyshev L.L., Belousova M.K., Ivanova Y.V., Kerv Y.A., Popov V.S., Khoreva V.I., Chikida N.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/2335

Актуальность. Aegilops tauschii Coss. – диплоидный вид злаков, который является носителем генома D полиплоидной пшеницы, обусловливающего хлебопекарные свойства мягкой пшеницы. A. tauschii часто используется для селекционного улучшения старых и создания новых сортов Triticum aestivum L. В коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) содержится более 5000 образцов 27 видов рода Aegilops L. различного эколого-географического происхождения. Выявление образцов –доноров хозяйственно ценных признаков предполагает углубленное изучение коллекционного материала, в том числе выявление зависимости биохимических показателей от региона происхождения образца. Для оценки различий образцов семян A. tauschii, происходящих из регионов с контрастными климатическими условиями, применили метод метаболомного профилирования.Материалы и методы. Материалом для изучения послужили два контрастных по происхождению образца A. tauschii из коллекции ВИР: к-1958 из Ирана и к-340 из Азербайджана, выращенные на Дагестанской опытной станции – филиале ВИР.Результаты и заключение. Установлена достоверность отличий метаболомных профилей образцов зерновок A. tauschii, происходящих из регионов с контрастным климатом: субтропический полусухой (Азербайджан) и субтропический влажный (Иран).

Background. Aegilops tauschii Coss. is a diploid cereal species carrying the D genome of polyploid wheat, which determines the baking properties of bread wheat. A. tauschii is often used to improve old cultivars of Triticum aestivum L. through breeding, and develop new ones. The collection of the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR) contains over 5,000 accessions of 27 Aegilops L. spp. of various ecogeographic origin, serving as a breeding resource. Identifying donors of valuable agronomic traits involves an in-depth study of the collection materials, including finding the dependence of biochemical parameters on the region of the accession’s origin. Metabolomic profiling was applied to assess the differences between A. tauschii seed accessions originating from regions with contrasting climate conditions.Materials and methods. Two accessions of A. tauschii from the VIR collection, contrasting in their origin, served as the material for the study: k-1958 from Iran, and k-340 from Azerbaijan. Both were grown at Dagestan Experimental Station of VIR.Results and conclusion. Statistically significant differences were found between the metabolomic profiles of A. tauschii seed accessions originating from regions with contrasting climates: subtropical semi-arid (Azerbaijan), and subtropical humid (Iran).

эгилопсымягкая пшеницанеспецифическое метаболомное профилированиеклиматические условияAegilopsbread wheatnonspecific metabolomic profilingclimate conditionsработа выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану ВИР по проекту № 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». Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.the work was carried out within the framework of the state task according to the theme plan of VIR, Project 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”. The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesKalia B., Wilson D.L., Bowden R.L., Singh R.P., Gill B.S. Adult plant resistance to Puccinia triticina in a geographically diverse collection of Aegilops tauschii. Genetic Resources and Crop Evolution. 2017;64(5):913-926. DOI: 10.1007/s10722-016-0411-2Kalia B., Wilson D.L., Bowden R.L., Singh R.P., Gill B.S. Adult plant resistance to Puccinia triticina in a geographically diverse collection of Aegilops tauschii. Genetic Resources and Crop Evolution. 2017;64(5):913-926. DOI: 10.1007/s10722-016-0411-2Колесова М.А., Чикида Н.Н., Белоусова М.Х., Тырышкин Л.Г. Эффективная устойчивость образцов рода Aegilops L. к мучнистой росе. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(3):135-140. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-3-135-140Kolesova M.A., Chikida N.N., Belousova M.Kh., Tyryshkin L.G. Effective resistance to powdery mildew in Aegilops L. accessions. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2020;181(3):135-140. [in Russian] DOI: 10.30901/2227-8834-2020-3-135-140Конарев В.Г. Белки пшеницы. Москва: Колос; 1980.Konarev V.G. Wheat proteins (Belki pshenitsy). Moscow: Kolos; 1980. [in Russian]Loskutov I.G., Shelenga T.V., Konarev A.V., Khoreva V.I., Kerv Y.A., Blinova E.V. et al. Assessment of oat varieties with different levels of breeding refinement from the Vavilov Institute’s collection applying the method of metabolomic profiling. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2022;183(1):104-117. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-1-104-117Loskutov I.G., Shelenga T.V., Konarev A.V., Khoreva V.I., Kerv Y.A., Blinova E.V. et al. Assessment of oat varieties with different levels of breeding refinement from the Vavilov Institute’s collection applying the method of metabolomic profiling. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2022;183(1):104-117. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-1-104-117Majka M.M., Kwiatek M.T., Majka J., Wisniewska H. Aegilops tauschii accessions with geographically diverse origin show differences in chromosome organization and polymorphism of molecular markers linked to leaf rust and powdery mildew resistance genes. Frontiers in Plant Science. 2017;8:1149. DOI: 10.3389/fpls.2017.01149Majka M.M., Kwiatek M.T., Majka J., Wisniewska H. Aegilops tauschii accessions with geographically diverse origin show differences in chromosome organization and polymorphism of molecular markers linked to leaf rust and powdery mildew resistance genes. Frontiers in Plant Science. 2017;8:1149. DOI: 10.3389/fpls.2017.01149Malysheva N.Yu., Shelenga T.V., Solovyeva A.E., Nagiev T.B., Kovaleva N.V., Malyshev L.L. Metabolomic approach to investigate Dactylis glomerata L. from the VIR collection. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2023;27(2):111-118. DOI: 10.18699/VJGB-23-16Malysheva N.Yu., Shelenga T.V., Solovyeva A.E., Nagiev T.B., Kovaleva N.V., Malyshev L.L. Metabolomic approach to investigate Dactylis glomerata L. from the VIR collection. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2023;27(2):111-118. DOI: 10.18699/VJGB-23-16Niu Z., Chao S., Cai X., Whetten R.B., Breiland M., Cowger C. et al. Molecular and cytogenetic characterization of six wheat-Aegilops markgrafii disomic addition lines and their resistance to rusts and powdery mildew. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1616. DOI: 10.3389/fpls.2018.01616Niu Z., Chao S., Cai X., Whetten R.B., Breiland M., Cowger C. et al. Molecular and cytogenetic characterization of six wheat-Aegilops markgrafii disomic addition lines and their resistance to rusts and powdery mildew. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1616. DOI: 10.3389/fpls.2018.01616Плотникова Л.Я., Пожерукова В.Е., Кнауб В.В., Лысенко Н.С. Устойчивость видов родов Triticum и Aegilops к засухе и грибным болезням в Западной Сибири. Вестник Омского ГАУ. 2022;3(47):49-63. DOI: 10.48136/2222-0364_2022_3_49Plotnikova L.Ya., Pozherukova V.E., Knaub V.V., Lysenko N.S. Resistance of the Triticum and Aegilops species to drought and fungal diseases in Western Siberia. Vestnik of Omsk SAU. 2022;3(47):49-63. [in Russian] DOI: 10.48136/2222-0364_2022_3_49Puzanskiy R.K., Shavarda A.L., Tarakhovskaya E.R., Shishova M.F. Analysis of metabolic profile of Chlamydomonas reinhardtii cultivated under autotrophic conditions. Applied Biochemistry and Microbiology. 2015;51(1):83-94. DOI: 10.1134/S0003683815010135Puzanskiy R.K., Shavarda A.L., Tarakhovskaya E.R., Shishova M.F. Analysis of metabolic profile of Chlamydomonas reinhardtii cultivated under autotrophic conditions. Applied Biochemistry and Microbiology. 2015;51(1):83-94. DOI: 10.1134/S0003683815010135Rakszegi M., Molnár I., Darkó É., Tiwari V.K., Shewry P. Editorial: Aegilops: promising genesources to improve agronomical and quality traits of wheat. Frontiers in Plant Science. 2020;11:1060. DOI: 10.3389/fpls.2020.01060Rakszegi M., Molnár I., Darkó É., Tiwari V.K., Shewry P. Editorial: Aegilops: promising genesources to improve agronomical and quality traits of wheat. Frontiers in Plant Science. 2020;11:1060. DOI: 10.3389/fpls.2020.01060Rawat N., Schoen A., Singh L., Mahlandt A., Wilson D.L., Liu S. et al. TILL-D: An Aegilops tauschii TILLING resource for wheat improvement. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1665. DOI: 10.3389/fpls.2018.01665Rawat N., Schoen A., Singh L., Mahlandt A., Wilson D.L., Liu S. et al. TILL-D: An Aegilops tauschii TILLING resource for wheat improvement. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1665. DOI: 10.3389/fpls.2018.01665Shelenga T.V., Malyshev L.L., Kerv Yu.A., Diubenko T.V., Konarev A.V., Horeva V.I. et al. Metabolomic approach to search for fungal resistant forms of Aegilops tauschii Coss. from the VIR collection. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;24(3):252-258. DOI: 10.18699/VJ20.618Shelenga T.V., Malyshev L.L., Kerv Yu.A., Diubenko T.V., Konarev A.V., Horeva V.I. et al. Metabolomic approach to search for fungal resistant forms of Aegilops tauschii Coss. from the VIR collection. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;24(3):252-258. DOI: 10.18699/VJ20.618Zhang D., Zhou Y., Zhao X., Lv L., Zhang C., Li J. et al. Development and utilization of introgression lines using synthetic octaploid wheat (Aegilops tauschii × hexaploid wheat) as donor. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1113. DOI: 10.3389/fpls.2018.01113Zhang D., Zhou Y., Zhao X., Lv L., Zhang C., Li J. et al. Development and utilization of introgression lines using synthetic octaploid wheat (Aegilops tauschii × hexaploid wheat) as donor. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1113. DOI: 10.3389/fpls.2018.01113

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