vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2026-1-o21vir-nw-2356Research 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 климата зоны полупустынь Астраханской области на хозяйственно ценные признаки хлопчатникаInfluence of the semidesert climate in Astrakhan Province on agronomic characters in cottonТузР. К.TuzR. K.

Руслан Константинович Туз, кандидат сельскохозяйственных наук, ученый секретарь

416251 Россия, Астраханская обл., Черноярский р-н, с. Соленое Займище, Квартал Северный, 8

Ruslan K. Tuz, Cand. Sci. (Agriculture), Scientific Secretary

8 Severny Block, Solenoe Zaimishche, Chernoyarsky District, Astrakhan Province 416251, Russia

tuzzz@hotbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0631-9253МягковаЕ. Г.MyagkovaE. G.

Елена Георгиевна Мягкова, научный сотрудник, врио заведующего лабораторией

416251 Россия, Астраханская обл., Черноярский р-н, с. Соленое Займище, Квартал Северный, 8

Elena G. Myagkova, Researcher, Acting Head of a Laboratory

8 Severny Block, Solenoe Zaimishche, Chernoyarsky District, Astrakhan Province 416251, Russia

govsan29@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2563-6094ИлларионоваК. В.IllarionovaK. V.

Ксения Викторовна Илларионова, кандидат технических наук, доцент

195251 Россия, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Kseniya V. Illarionova, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor

29 Polytekhnicheskaya Street, St. Petersburg 195251, Russia

elkv@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4962-1989ПодольнаяЛ. П.PodolnayaL. P.

Лариса Петровна Подольная, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, ВИР

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

Larisa P. Podolnaya, Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher, VIR

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

l.podolnaya@vir.nw.ruПрикаспийский аграрный федеральный научный центр Российской академии наукРоссияCaspian Agrarian Federal Research Center of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian FederationФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian Federation2026300320261871140151Copyright © Туз Р.К., Мягкова Е.Г., Илларионова К.В., Подольная Л.П., 20262026Туз Р.К., Мягкова Е.Г., Илларионова К.В., Подольная Л.П.Tuz R.K., Myagkova E.G., Illarionova K.V., Podolnaya L.P.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/2356Актуальность

Актуальность. Потепление климата на планете позволило продвинуть на север такие теплолюбивые культуры, как хлопчатник, однако определение границ осеверения требует тщательного изучения характера изменчивости наиболее важных признаков для определения направлений селекции на юге России.

Материалы и методы

Материалы и методы. В 2022–2024 гг. на базе Прикаспийского аграрного федерального научного центра Российской академии наук по методике ВИР изучили 21 образец Gossypium hirsutum L. коллекции хлопчатника ВИР европейского и центрально-азиатского происхождения. Оценили четыре хозяйственно ценных признака и продолжительность периода «всходы – созревание». Проведены двухфакторный дисперсионный анализ и факторный анализ по методу главных компонент.

Результаты и заключение

Результаты и заключение. Наилучшие показатели почти по всем признакам были получены в 2022 г., только масса хлопка-сырца одной коробочки оказалась заметно выше в 2024 г. Средние данные по выборке за 2023 и 2024 г. были близкими, но последний год был незначительно хуже. По результатам двухфакторного дисперсионного анализа установлено, что основная часть изменчивости у большинства признаков определяется генотипом, кроме продолжительности вегетационного периода. Влияние погодных условий также значимо. Факторный анализ подтвердил, что в условиях севера Астраханской области поздние образцы не будут продуктивными, а также что масса коробочки не коррелирует с продуктивностью. Выделены болгарские образцы с лучшими показателями за три года – к-7212, к-7214, к-7291 и к-7363. Изучение изменчивости хозяйственно ценных признаков и их взаимосвязей поможет определить направление селекции хлопчатника в конкретных условиях.

Background

Background. Expanding the area of cultivation for heat-loving crops, such as cotton, to the north due to climate change requires an insight into the nature of variability of the most important agronomic characters to formulate the tasks for breeders in the south of Russia. The harsh semidesert climate of Astrakhan Province serves well to identify heat- and drought-resistant cotton accessions.

Materials and methods

Materials and methods. A set of 21 accessions of Gossypium hirsutum L. of European and Central Asian origin from the VIR collection were tested according to VIR’s guidelines for four agronomic characters and the length of the germination-to-maturity period. The tests were performed in 2022–2024 at the Caspian Agrarian Federal Research Center (Chernoyarsky District, northwest of Astrakhan Province). Two-way ANOVA and principal component factor analysis (PCA) were applied using Excel 2016 and STATISTICA 7.0.

Results and conclusion

Results and conclusion. The best results for almost all characters were recorded in 2022, except for seed cotton weight per boll that was significantly higher in 2024. Average values for the tested set were comparable in 2023 and 2024, with the latter year slightly worse. ANOVA showed that the major part of variability for most characters was influenced by the genotype, except for the length of the growing season. The effect of weather conditions was also significant. PCA confirmed that late-ripening cultivars would not be productive in the north of Astrakhan Province, and that higher boll weight did not correlate with productivity, as midseason and late cultivars had larger bolls. Bulgarian accessions with the best performance over three years were selected: k-7212, k-7214, k-7291, and k-7363. The studied variability of important agronomic characters under the influence of weather conditions and their identified correlations will help to set priorities in cotton breeding for specific environments.

изменчивостьпродуктивностьдлина волокнавыход волокнаvariabilityproductivityfiber lengthlint percentageРабота выполнена в рамках реализации государственного задания согласно тематическому плану ВИР по проекту № 0481-2022-0005 «Растительные ресурсы масличных и прядильных культур ВИР как основа теоретических исследований и их практического использования».The study was conducted within the framework of the state task according to the theme plan of VIR under Project No. FGEM-2022-0005 “Plant resources of oil and fiber crops at VIR as the basis for theoretical research and their practical utilization”.ReferencesAdhikari P., Ale S., Bordovsky J.P., Thorp K.R., Modala N.R., Rajan N. et al. Simulating future climate change impacts on seed cotton yield in the Texas High Plains using the CSM-CROPGRO-Cotton model. Agricultural Water Management. 2016;164(2):317-330. DOI: 10.1016/j.agwat.2015.10.011Adhikari P., Ale S., Bordovsky J.P., Thorp K.R., Modala N.R., Rajan N. et al. Simulating future climate change impacts on seed cotton yield in the Texas High Plains using the CSM-CROPGRO-Cotton model. Agricultural Water Management. 2016;164(2):317-330. DOI: 10.1016/j.agwat.2015.10.011Асфандиярова М.Ш., Шахмедова Г.С. Культура хлопчатника в Астраханской области. В кн.: Повышение продуктивности и охрана аридных ландшафтов. Москва: Московский университет; 1999. С.191-194.Asfandiyarova M.Sh., Shakhmedova G.S. Cotton crop in Astrakhan Province (Kultura khlopchatnika v Astrakhanskoy oblasti). In: Increasing Productivity and Protecting Arid Landscapes (Povysheniye produktivnosti i okhrana aridnykh landshaftov). Moscow: Moscow University; 1999. p.191-194. [in Russian]Бемова В.Д., Асфандиярова М.Ш., Якушева Т.В., Гаврилова В.А, Кишлян Н.В. Эколого-географическое изучение образцов арахиса коллекции ВИР. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023;184(3):79-89. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-3-79-89Bemova V.D., Asfandiyarova M.Sh., Yakusheva T.V., Gavrilova V.A., Kishlyan N.V. Ecogeographic study of peanut accessions from the VIR collection. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2023;184(3):79-89. [in Russian]. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-3-79-89Беседина Т.Д., Бойко А.П., Тутберидзе Ц.В., Киселева Н.С. Специфика интегративного (комплексного) действия факторов внешней среды влажных субтропиков России на сорта культуры фундука. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021;182(1):22-32. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-1-22-32Besedina T.D., Boyko A.P., Tutberidze Ts.V., Kiseleva N.S. Specific nature of the integrative (complex) effect of environmental factors on hazelnut cultivars in the Russian humid subtropics. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2021;182(1):22-32. [in Russian]. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-1-22-32Давидян Г.Г., Рыкова Р.П., Кутузова С.Н., Вахрушева Т.Е., Другова И.Ф., Румянцева Л.Т. Изучение коллекций прядильных растений (хлопчатник, лен, конопля). Методические указания. Ленинград: ВИР; 1978.Davidyan G.G., Rykova R.P., Kutuzova S.N., Vakhrusheva T.E., Drugova I.F., Rumyantseva L.T. Studying fiber plant collections (cotton, flax, and hemp). Guidelines (Izucheniye kollektsiy pryadilnykh rasteniy [khlopchatnik, len, konoplya]. Metodicheskiye ukazaniya). Leningrad: VIR; 1978. [in Russian]Kucek L.K., Riday H., Ehlke N., Reberg‐Horton C., Maul J., Mirsky S.B. et al. Environmental influences on the relationship between fall and spring vigor in hairy vetch. Crop Science. 2019;59(6):2443-2454. DOI: 10.2135/cropsci2018.09.0569Kucek L.K., Riday H., Ehlke N., Reberg‐Horton C., Maul J., Mirsky S.B. et al. Environmental influences on the relationship between fall and spring vigor in hairy vetch. Crop Science. 2019;59(6):2443-2454. DOI: 10.2135/cropsci2018.09.0569Li N., Lin H., Wang T., Li Y., Liu Y., Chen X. et al. Impact of climate change on cotton growth and yields in Xinjiang, China. Field Crops Research. 2020;247:107592. DOI: 10.1016/j.fcr.2019.107590Li N., Lin H., Wang T., Li Y., Liu Y., Chen X. et al. Impact of climate change on cotton growth and yields in Xinjiang, China. Field Crops Research. 2020;247:107592. DOI: 10.1016/j.fcr.2019.107590Lin S., Wang Q., Deng M., Su L., Wei K., Guo Y., Zhang J. Assessing the influence of water fertilizer, and climate factors on seed cotton yield under mulched drip irrigation in Xinjiang Agricultural Regions. European Journal of Agronomy. 2024;152:127034. DOI: 10.1016/j.eja.2023.127034Lin S., Wang Q., Deng M., Su L., Wei K., Guo Y., Zhang J. Assessing the influence of water fertilizer, and climate factors on seed cotton yield under mulched drip irrigation in Xinjiang Agricultural Regions. European Journal of Agronomy. 2024;152:127034. DOI: 10.1016/j.eja.2023.127034Подольная Л.П., Григорьев С.В., Илларионова К.В., Асфандиярова М.Ш., Туз Р.К., Ходжаева Н.А., Мирошниченко Е.В. Хлопчатник в России. Актуальность и перспективы. Достижения науки и техники АПК. 2015;29(7):56-58.Podolnaya L.P., Grigorev S.V., Illarionova K.V., Asfandiarova M.Sh., Tuz R.K., Khodjaeva N.A., Miroshnichenko E.V. Cotton in Russia. Actuality and prospect. Achievements of Science and Technology of AIC. 2015;29(7):56-58. [in Russian]Подольная Л.П., Григорьев С.В., Мягкова Е.Г. Образцы коллекции хлопчатника различного происхождения для селекции в условиях Северного Прикаспия. Биотехнология и селекция растений. 2023;6(4):3-102. DOI: 10.30901/2658-6266-2023-4-o3Podolnaya L.P., Grigoriev S.V., Myagkova E.G. VIR cotton collection accessions of different origin for breeding in the North Caspian conditions. Plant Biotechnology and Breeding. 2023;6(4):3-102. [in Russian]. DOI: 10.30901/2658-6266-2023-4-o3Подольная Л.П., Кушнарева Т.А. Ходжаева Н.А. Анализ зависимости развития образцов хлопчатника от погодных условий Буденновского опорного пункта ВИР (юго-восток Ставропольского края). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2011;167:112-124.Podolnaya L.P., Kushnareva T.A., Khodzhaeva N.A. Analysis of the effect of weather conditions on the development of cotton accessions at Budennovsk experimental site of the Vavilov Institute (southeast of Stavropol Territory). Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2011;167:112-124. [in Russian]Williams A.A.J., McRae D., Kouadio L., Mushtaq Sh., Davis P. Cotton and climate change. In: J.L. Hatfield, M.V.K. Sivakumar, J.H. Prueger (eds). Agronomy Monographs. Vol. 60. Agroclimatology: Linking Agriculture to Climate. Madison, WI: American Society of Agronomy; 2018. p.343-368. DOI: 10.2134/agronmonogr60.2016.0009Williams A.A.J., McRae D., Kouadio L., Mushtaq Sh., Davis P. Cotton and climate change. In: J.L. Hatfield, M.V.K. Sivakumar, J.H. Prueger (eds). Agronomy Monographs. Vol. 60. Agroclimatology: Linking Agriculture to Climate. Madison, WI: American Society of Agronomy; 2018. p.343-368. DOI: 10.2134/agronmonogr60.2016.0009Зволинский В.П. Комплексное развитие многоотраслевого сельскохозяйственного производства в системе АПК Нижней Волги. Москва: РУДН; 1991.Zvolinski V.P. Integrated development of multisectoral agricultural production in the Lower Volga agroindustrial system (Kompleksnoye razvitiye mnogootraslevogo selskokhozyaystvennogo proizvodstva v sisteme APK Nizhney Volgi). Moscow: RUDN; 1991. [in Russian]Зволинский В.П., Подольная Л.П., Асфандиярова М.Ш., Туз Р.К., Sonnino A., Piscioneri I. Эколого-географическое изучение образцов хлопчатника коллекции ВИР в контрастных условиях юга Италии и севера Астраханской области. В кн.: Сборник трудов Прикаспийского НИИ аридного земледелия. Т. 5. Соленое Займище; 2006. С.195-205.Zvolinski V.P., Podolnaya L.P., Asfandiyarova M.Sh., Tuz R.K., Sonnino A., Piscioneri I. An ecogeographic study of cotton accessions from the VIR collection under contrasting conditions of the south of Italy and north of Astrakhan Province (Ekologo-geograficheskoye izucheniye obraztsov khlopchatnika kollektsii VIR v kontrastnykh usloviyakh yuga Italii i severa Astrakhanskoy oblasti). In: Collection of Scientific Papers of the Caspian Research Institute for Arid Farming. Vol. 5 (Sbornik trudov Prikaspiyskogo NII aridnogo zemledeliya. T. 5). Solenoe Zaimishche; 2006. p.195-205. [in Russian]

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