vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2025-2-147-159vir-nw-2344Research ArticleИДЕНТИФИКАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ПРОБЛЕМIDENTIFICATION OF THE DIVERSITY OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVES FOR SOLVING FUNDAMENTAL AND APPLIED PROBLEMSК вопросу об идентификации некоторых видов рода Galeopsis (Lamiaceae) в связи с наполнением базы данных по сорным растениям в пшенице и льне Среднего ПоволжьяOn the identification of some Galeopsis spp. (Lamiaceae) in connection with filling up the database of weeds in wheat and flax crops in the Middle Volga regionhttps://orcid.org/0000-0003-1272-4586СухолозоваЕ. А.SukholozovaE. А.

Екатерина Александровна Сухолозова, кандидат биологических наук, научный сотрудник 

440014, Пенза, ул. Спартаковская, 9 

Ekaterina А. Sukholozova, Cand. Sci. (Biology), Researcher

9 Spartakovskaya St., Penza 440014

E_kobozeva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3330-6976ОрловаЮ. В.ОrlovaYu. V.

Юлия Викторовна Орлова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник 

140150, Московская область, Быково, ул. Пограничная, 32 

Yuliya V. Оrlova, Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher 

32 Pogranichnaya St., Bykovo, Moscow Province 140150

orl-jul@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-7161-8987СухолозовЕ. А.SukholozovE. А.

Евгений Александрович Сухолозов, кандидат биологических наук, заместитель начальника отдела 

440014, Пенза, ул. Спартаковская, 9 

Evgeniy А. Sukholozov, Cand. Sci. (Biology), Deputy Head of a Department 

9 Spartakovskaya St., Penza 440014 

e.sukholozov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2640-2257КомаровД. А.KomarovD. A.

Дмитрий Анатольевич Комаров, младший научный сотрудник 

400137, Волгоград, бульв. 30-летия Победы, 19 

Dmitriy A. Komarov, Associate Researcher 

19 30-letiya Pobedy Blvd., Volgograd 400137 

komarov_da1974@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0003-6682-5822СтельмахК. Н.StelmakhK. N.

Ксения Николаевна Стельмах, кандидат сельскохозяйственных наук, младший научный сотрудник 

440014, Пенза, ул. Спартаковская, 9 

Ksenia N. Stelmakh, Cand. Sci. (Agriculture), Associate Researcher 

9 Spartakovskaya St., Penza 440014

xenon535@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0001-1489-0484СафоновА. В.SafonovA. V.

Алексей Викторович Сафонов, кандидат сельскохозяйственных наук, директор 

353901, Новороссийск, ул. Портовая, 18А 

Alexey V. Safonov, Cand. Sci. (Agriculture), Director 

18А Portovaya St., Novorossiysk 353901

av.safonov@list.ruВсероссийский центр карантина растений, Пензенский филиалРоссияAll-Russian Plant Quarantine CenterRussian FederationВсероссийский центр карантина растений, Московская областьРоссияAll-Russian Plant Quarantine CenterRussian FederationРоссийский центр защиты леса, Центр защиты леса Пензенской областиРоссияRussian Center of Forest Health, Forest Protection Center of Penza ProvinceRussian FederationВсероссийский центр карантина растений, Волгоградский территориальный отдел Южного филиалаРоссияAll-Russian Plant Quarantine Center, Volgograd Territorial Department of the Southern BranchRussian FederationВсероссийский центр карантина растений, Новороссийский филиалРоссияAll-Russian Plant Quarantine Center, Novorossiysk BranchRussian Federation2025300620251862147159Copyright © Сухолозова Е.А., Орлова Ю.В., Сухолозов Е.А., Комаров Д.А., Стельмах К.Н., Сафонов А.В., 20252025Сухолозова Е.А., Орлова Ю.В., Сухолозов Е.А., Комаров Д.А., Стельмах К.Н., Сафонов А.В.Sukholozova E.А., Оrlova Y.V., Sukholozov E.А., Komarov D.A., Stelmakh K.N., Safonov A.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/2344

Актуальность. Представлены результаты комплексной работы по увеличению достоверности ботанических сведений, заносимых в создаваемую во Всероссийском центре карантина растений «Базу данных по сорным растениям в пшенице и льне Среднего Поволжья для обеспечения экспортного потенциала региона». Безошибочность ботанических данных часто связана с проблемами, возникающими при идентификации. Объектами исследований выбраны сорные виды рода Galeopsis, которые регулируются фитосанитарными требованиями стран – импортеров российской растениеводческой продукции и произрастают в агроценозах РФ, а их плоды встречаются в зерне.Материалы и методы. Проанализированы существующие ключи и описания, использованы фондовые материалы ведущих коллекций России. Собственные сборы сделаны в Пензенской области и Приморском крае в 2020–2022 гг. Использованы методы световой и сканирующей электронной микроскопии. Результаты. Установлено, что из всех сорных пикульников только G. ladanum можно определить безошибочно. Остальные (G. bifida, G. tetrahit, G. speciosa) можно успешно идентифицировать до вида только по гербарным образцам или в естественной среде обитания. Их эремы невозможно по имеющимся анатомо-морфологическим макро- и микропризнакам достоверно отличить друг от друга.Заключение. Разработанные ключи апробированы при исследовании 196 посевов пшеницы и льна Пензенской и Самарской областей и засоренности 1269 образцов готовой продукции. Полученные результаты использованы для наполнения создаваемой базы данных. Предложено вносить таксоны и в ранге вида, и подрода.

Background. Presented here are the results of a comprehensive work to increase the reliability of the botanical information entered in the database of weeds in wheat and flax crops in the Middle Volga region for ensuring the regional export potential, developed at the All-Russian Plant Quarantine Center. The accuracy of botanical data is often associated with identification problems. The target materials were Galeopsis spp. (G. ladanum, G. bifida, G. tetrahit, and G. speciosa) regulated by the phytosanitary requirements of the countries importing Russian crop production, growing in local agrocenoses, and whose fruits occur in grain harvests.Materials and methods. The existing keys and descriptions were analyzed. Holdings of the leading Russian collections were reviewed. Plant samples were collected in segetal and urbanized habitats of Penza Province and Primorsky Territory in 2020–2022. Light and scanning electron microscopy techniques were applied in the search for stable anatomical and morphological features for reliable identification.Results. It was established that G. ladanum in its natural environment could be precisely identified using herbarium and carpological specimens. The remaining Galeopsis spp. were successfully identifiable to the species rank only from their herbarium specimens or in their natural habitat. Their carpological samples cannot be reliably distinguished from each other by the available anatomical and morphological macro- and microtraits.Conclusion. The developed keys were tested in the study of 196 wheat and flax crops in Penza and Samara Provinces and the contamination in 1269 samples of finished products. The obtained results served as the material for filling up the database of weeds in wheat and flax crops in the Middle Volga region for ensuring the regional export potential. Due to the difficulties in identifying erems of three Galeopsis spp., it is proposed to enter data not only in the rank of the species, but also in the rank of the subgenus.

карпологический образецанатомические и морфологические макро- и микропризнакисорные регулируемые видыподрод Galeopsisбаза данныхcarpological sampleanatomical and morphological macro- and microtraitsregulated weedy speciessubgenus Galeopsisdatabaseработа выполнена в рамках реализации тем государственных заданий Всероссийского центра карантина растений: № 1022040900012-7-4.1.1 «Разработка базы данных по сорным растениям Среднего Поволжья (на примере Пензенской и Самарской областей) для обеспечения экспортного потенциала пшеницы», № 1022060500004- 4-4.1.1 «Разработка базы данных по сорным растениям в посевах масличного льна Среднего Поволжья (на примере Пензенской и Самарской областей) для обеспечения экспортного потенциала региона» и № 223011600041-0 «Разработка методических рекомендаций по выявлению и идентификации сорных растений рода Пикульник (<i>Galeopsis</i> L.)». Авторы признательны сотрудникам гербариев LE, MHA, MW, VLA, RWBG, RV, РКМ, Ботанического музея БИН РАН за предоставленные карпологические материалы из научных фондов и лично: В. О. Романовой, М. Б. Шелудяковой, М. В. Легченко,Н. Ю. Степановой,Н. С. Гамовой,З. В. Кожевниковой,А. Н. Шмараевой,А. А. Мироновой,Т. М. Чепкасовой. Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.the work was carried out within the framework of the implementation of the state tasks assigned to the All-Russian Plant Quarantine Center: No. 1022040900012-7-4.1.1 “Development of a database of weeds in the Middle Volga region (a case study of Penza and Samara Center) to ensure the export potential of wheat”, No. 1022060500004-4-4.1.1 “Development of a database of weeds in oilseed flax crops in the Middle Volga region (a case study of Penza and Samara Center) to ensure the regional export potential”, and No. 223011600041-0 “Development of methodological recommendations for detecting and identifying weedy plants of the genus <i>Galeopsis</i> L.”. The authors are grateful to the staff of the herbaria LE, MHA, MW, VLA, RWBG, RV, RKM, and the Botanical Museum of BIN RAS for the carpological materials provided from their scientific holdings, and personally to V. O. Romanova, M. B. Sheludyakova, M. V. Legchenko, N. Yu. Stepanova, N. S. Gamova, Z. V. Kozhevnikova, A. N. Shmaraeva, A. A. Mironova, and T. M. Chepkasova. The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesАгроэкологический атлас России и сопредельных стран: экономически значимые растения, их вредители, болезни и сорные растения / под ред. А.Н. Афонина, С.Л. Грин, Н.И. Дзюбенко, А.Н. Фролова. [Интернетверсия 2.0]. 2008. URL: http://www.agroatlas.ru [дата обращения: 01.10.2024].Afonin A.N., Greene S.L., Dzyubenko N.I., Frolov A.N. (eds). Interactive Agricultural Ecological Atlas of Russia and Neighboring Countries. Economic Plants and their Diseases, Pests and Weeds [Online]. 2008. [in Russian] URL: http://www.agroatlas.ru [дата обращения: 01.10.2024].Bazarragchaa B. Fruit morphology of some species of the Lamiaceae in the flora of Mongolia. Turczaninowia. 2016;19(1):34-41. DOI: 10.14258/turczaninowia.19.1.4Bazarragchaa B. Fruit morphology of some species of the Lamiaceae in the flora of Mongolia. Turczaninowia. 2016;19(1):34-41. DOI: 10.14258/turczaninowia.19.1.4уданцев А.Л. Особенности ультраструктуры поверхности плодов видов рода Nepeta (Lamiaceae). Ботанический журнал. 1993a;78(4):80-87.Budantsev A.L. Ultrastructural features of fruit surface in genus Nereta (Lamiaceae) (Ozobennosti ultrastruktury poverkhnosti plodov vidov roda Nepeta [Lamiaceae]). Botanicheskii zhurnal = Botanical Journal. 1993a;78(4):80-87. [in Russian]Буданцев А.Л. Особенности ультраструктуры поверхности плодов видов рода Nepeta (Lamiaceae). Ботанический журнал. 1993b;78(5):100-108.Budantsev A.L. Ultrastructural features of fruit surface in genus Nereta (Lamiaceae) (Ozobennosti ultrastruktury poverkhnosti plodov vidov roda Nepeta [Lamiaceae]). Botanicheskii Zhurnal = Botanical Journal. 1993b;78(5):100-108. [in Russian]Доброхотов В.Н. Семена сорных растений. Москва: Сельхозиздат; 1961.Dobrokhotov V.N. Seeds of weedy plants (Semena sornykh rasteniy). Moscow: Selkhozizdat; 1961. [in Russian]Доронькин В.М. Galeopsis L. – Пикульник. В кн.: Флора Сибири. Т. 11. Новосибирск: Наука; 1997. С.189-190.Doronkin V.M. Galeopsis L. – Hemp nettle (Galeopsis L. – Pikulnik). In: Flora of Siberia. Vol. 11 (Flora Sibiri. T. 11). Novosibirsk: Nauka; 1997. p.189-190. [in Russian]Гладкова В.Н., Меницкий Ю.Л. Род Пикульник – Galeopsis L. В кн.: Флора Европейской части СССР. Т. 3. Ленинград: Наука; 1978. С.156-160.Gladkova V.N., Menitsky G.L. The genus of hemp nettle – Galeopsis L. (Rod Pikulnik – Galeopsis L.). In: Flora of the European part of the USSR. Vol. 3 (Flora Yevropeyskoy chasti SSSR. T. 3). Leningrad: Nauka; 1978. p.156-160. [in Russian]Губарева И.Ю. Флористические находки на Вислинской косе (Калининградская область). Ботанический журнал. 1995;80(8):113-116.Gubareva I.Yu. Floristic finds on the Vislin Spit (Kaliningrad Province) (Floristicheskiye nakhodki na Vislinskoy kose [Kaliningradskaya oblast]). Botanicheskii zhurnal = Botanical Journal. 1995;80(8):113-116. [in Russian]iNaturalist: [website]. Available from: https://www.inaturalist.org [accessed Oct. 01, 2024].iNaturalist: [website]. Available from: https://www.inaturalist.org [accessed Oct. 01, 2024].Юзепчук С.В. Род Пикульник – Galeopsis L. В кн.: Флора СССР. Т. 21. Москва; Ленинград: Академия наук СССР; 1954. С.111-124.Juzepczuk S.V. The genus of hemp nettle – Galeopsis L. (Rod Pikulnik – Galeopsis L.). In: Flora of the USSR. Vol. 21 (Flora SSSR. Т. 21). Moscow; Leningrad; USSR Academy of Sciences; 1954. p.111-124. [in Russian]Юзепчук С.В. Род Пикульник – Galeopsis L. В кн.: Сорные растения СССР. Т. 4. Москва; Ленинград: Академия наук СССР; 1935. С.41-46.Juzepczuk S.V. The genus of hemp nettle – Galeopsis L. (Rod Pikulnik – Galeopsis L.). In: Weedy Plants of the USSR. Vol. 4 (Sornye rasteniya SSSR. T. 4). Moscow; Leningrad: USSR Academy of Sciences; 1935. p.41-46. [in Russian]Каден Н.Н., Смирнова С.А. Морфология плодов сорных губоцветных СССР. В кн.: Рефераты докладов Всесоюзной межвузовской конференции по морфологии растений. Москва: Московский университет; 1968. С.117-118.Kaden N.N., Smirnova S.A. Morphology of fruits of weedy Lamiaceae plants in the USSR (Morfologiya plodov sornykh gubocvetnykh SSSR). In: Abstracts of the Presentations at the All-Union Interuniversity Conference on Plant Morphology (Referaty dokladov Vsesoyuznoy mezhvuzovskoy konferentsii po morfologii rasteniy). Moscow: Moscow University; 1968. p.117-118. [in Russian]Каден Н.Н., Закалюкина Т.П. Морфология гинецея и плода бурачниковых и губоцветных. Вестник Московского университета. 1965;6(3):31-41.Kaden N.N., Zakalyukina T.P. Morphology of the gynaecium and fruit of Boraginaceae and Lamiaceae (Morfologiya ginetseya i ploda burachnikovykh i gubotsvetnykh). Moscow University Bulletin. 1965;6(3):31-41. [in Russian]Маслова Е.В. Дифференциация двух видов пикульников (Galeopsis bifida Boenn. и G. tetrahit L.) по морфологическим признакам и ДНК-маркерам. Генетика. 2008;44(3):366-373. DOI: 10.1134/S1022795408030113Maslova E.V. Differentiation of two hemp nettle species (Galeopsis bifida Boenn. and G. tetrahit L.) inferred from morphological characters and DNA markers. Russian Journal of Genetics. 2008;44(3):366-373. [in Russian] DOI: 10.1134/S1022795408030113Майоров С.Р., Казакова М.В. Labiatae Juss., nom. altern. (Lamiaceae Lindl.) – Губоцветные. В кн.: П.Ф. Маевский. Флора средней полосы Европейской части России. 11-е изд. Москва: КМК; 2014. С.416-431.Mayorov S.R., Kazakova M.V. Labiatae Juss., nom. altern. (Lamiaceae Lindl.). In: P.F. Mayevsky. Flora of the middle part of European Russia (Flora sredney polosy yevropeyskoy chasti Rossii). 11th ed. Moscow: KMK; 2014. p.416-431. [in Russian]Майсурян Н.А., Атабекова А.И. Определитель семян и плодов сорных растений. Москва: Колос; 1978.Maysuryan N.A., Atabekova A.I. Key to seeds and fruits of weeds (Opredelitel semyan i plodov sornykh rasteniy). Moscow: Kolos; 1978. [in Russian]Москаленко Г.П., Юдин Б.И. Атлас семян и плодов сорных растений, встречающихся в подкарантинных грузах и материалах. Москва: КМК; 1999.Moskalenko G.P., Yudin B.I. Atlas of seeds and fruits of weeds found in quarantined cargoes and materials (Atlas semyan i plodov sornykh rasteniy, vstrechayushchikhsya v podkarantinnykh gruzakh i materialakh). Moscow: KMK; 1999. [in Russian]Müntzing A. Outlines to a genetic monograph of the genus Galeopsis. Lund: Berlingska; 1930.Müntzing A. Outlines to a genetic monograph of the genus Galeopsis. Lund: Berlingska; 1930.Пробатова Н.С. Род Пикульник – Galeopsis L. В кн.: Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Т. 7. Санкт-Петербург: Наука; 1995. С.335-337.Probatova N.S. The genus of hemp nettle – Galeopsis L. (Rod Pikulnik – Galeopsis L.). In: Vascular Plants of the Soviet Far East. Vol. 7 (Sosudistye rasteniya sovetskogo Dalnego Vostoka. T. 7). St. Petersburg: Nauka; 1995. p.335-337. [in Russian]Россельхознадзор. Экспорт/импорт: [сайт]. URL: http://www.fsvps.ru/fsvps/importexport [дата обращения: 10.09.2024].Rosselkhoznadzor. Export/Import: [website]. [in Russian] URL: http://www.fsvps.ru/fsvps/importexport [дата обращения: 10.09.2024].Станков С.С., Талиев В.И. Определитель высших растений Европейской части СССР. Москва: Советская наука; 1957.Stankov S.S., Taliev V.I. Key to higher plants of the European part of the USSR (Opredelitel vysshikh rasteniy Yevropeyskoy chasti SSSR). Moscow: Sovetskaya Nauka; 1957. [in Russian]Сухолозова Е.А., Орлова Ю.В., Сухолозов Е.А. Анализ морфологических признаков эремов сорных видов подрода Galeopsis. В кн.: Биоморфология растений: традиции и современность: материалы международной научной конференции (г. Киров, 19–21 октября 2022 г.) / под ред. С.В. Шабалкиной, О.Н. Пересторониной, Н.П. Савиных, Ю.А. Овчинниковой. Киров: Вятский государственный университет; 2022. С.329-335. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_49721566_54453103.pdf [дата обращения: 10.10.2024].Sukholozova E.А., Оrlova Y.V., Sukholozov E.А. Analysis of morphological features of eremes of weed species of the subgenus Galeopsis. In: S.V. Shabalkina, O.N. Perestoronina, N.P. Savynykh, Yu.A. Ovchinnikova (eds). Biomorphology (Growth Habits) of Plants: Traditional and Modern Approaches: Proceedings of the International Scientific Conference (Kirov, October 19–21). Kirov: Vyatka State University; 2022. p.329-335. [in Russian] URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_49721566_54453103.pdf [дата обращения: 10.10.2024].Тюнникова Н.В. Род Galeopsis L. (Lamiaceae Lindl.) флоры России: систематика, география, фитохимические особенности: дис. ... канд. биол. наук. Санкт-Петербург: БИН РАН; 2006.Tyunnikova N.V. Genus Galeopsis L. (Lamiaceae Lindl.) of the Russian flora: taxonomy, geography, phytochemical features (Rod Galeopsis L. (Lamiaceae Lindl.) flory Rossii: sistematika, geografiya, fitokhimicheskiye osobennosti) [dissertation]. St. Petersburg: Komarov Botanical Institute of the RAS; 2006. [in Russian]Тюнникова Н.В., Маслова Е.В. Морфологическая характеристика видов Galeopsis tetrahit and G. bifida (Lamiaceae). Ботанический журнал. 2007;92(8):1226- 1234.Tyunnikova N.V., Maslova E. V. Morphological characteristics of Galeopsis tetrahit and G. bifida (Lamiaceae). Botanicheskii zhurnal = Botanical Journal. 2007;92(8):1226-1234. [in Russian]Волкова Е.М., Данкверт С.А., Маслов М.И., Магомедов У.Ш. Атлас плодов и семян сорных и ядовитых растений, засоряющих подкарантинную продукцию. Москва: КМК; 2007.Volkova E.M., Dankvert S.A., Maslov M.I., Magomedov U.Sh. Atlas of fruits and seeds of weeds and poisonous plants clogging quarantine products (Atlas plodov i semyan sornykh i yadovitykh rasteniy, zasoryayushchikh podkarantinnuyu produktsiyu). Moscow: KMK; 2007. [in Russian]Воронин Н.С. Руководство к лабораторным занятиям по анатомии и морфологии растений: Учебное пособие для студентов педагогических институтов по биологической специальности. Москва: Просвещение, 1981.Voronin N.S. A guide to laboratory classes in plant anatomy and morphology: A textbook for students of pedagogical institutes in the biological specialty (Rukovodstvo k laboratornym zanyatiyam po anatomii i morfologii rasteniy: Uchebnoye posobiye dlya studentov pedagogicheskikh institutov po biologicheskoy spetsialnosti). Moscow: Prosveshcheniye; 1981. [in Russian]Wojciechowska B. Morphology and anatomy of fruits and seeds of the family Labiatae with particular respect to medicinal species. Monographiae Botanicae. 1966;21:3-244. [in Polish] DOI: 10.5586/mb.1966.001Wojciechowska B. Morphology and anatomy of fruits and seeds of the family Labiatae with particular respect to medicinal species. Monographiae Botanicae. 1966;21:3-244. [in Polish] DOI: 10.5586/mb.1966.001

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