vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2025-3-163-172vir-nw-2427Research 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 TRENDSСелекционный потенциал образцов гуара из коллекции ВИР при оценке в условиях Российской ФедерацииBreeding potential of guar accessions from the VIR collection evaluated under the conditions of the Russian Federationhttps://orcid.org/0000-0003-2808-7745ВишняковаМ. А.VishnyakovaM. A.

Маргарита Афанасьевна Вишнякова, доктор биологических наук, главный научный сотрудник

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

Margarita A. Vishnyakova, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

m.vishnyakova.vir@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9794-104XШаухаровР. А.ShaukharovR. A.

Рамазан Абатович Шаухаров, специалист

404160, Волгоградская область, Среднеахтубинский район, Краснослободск, квартал Опытная станция ВИР, 30

Ramazan A. Shaukharov, Specialist, N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources

30 VIR Exp. Station Block, Krasnoslobodsk 40416

romanshauharov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8791-1899КочеринаН. В.KocherinaN. V.

Наталья Викторовна Кочерина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

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

Natalia V. Kocherina, Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

alle007@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5624-4245АрхимандритоваС. Б.ArkhimandritovaS. B.

Серафима Борисовна Архимандритова, младший научный сотрудник

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

Serafima B. Arkhimandritova, Associate Researcher

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

serafima.teplyakova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4576-1527ДзюбенкоЕ. А.DzyubenkoE. A.

Елена Александровна Дзюбенко, старший научный сотрудник

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

Elena A. Dzyubenko, Senior Researcher

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

elena.dzyubenko@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, Волгоградская опытная станция – филиал ВИРРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, Volgograd Experiment Station – branch of VIRRussian Federation2025300920251863163172Copyright © Вишнякова М.А., Шаухаров Р.А., Кочерина Н.В., Архимандритова С.Б., Дзюбенко Е.А., 20252025Вишнякова М.А., Шаухаров Р.А., Кочерина Н.В., Архимандритова С.Б., Дзюбенко Е.А.Vishnyakova M.A., Shaukharov R.A., Kocherina N.V., Arkhimandritova S.B., Dzyubenko E.A.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/2427Актуальность

Актуальность. Гуар (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) – зернобобовое культурное растение тропического происхождения, получившее в последние годы беспрецедентную популярность благодаря наличию в его семенах камеди. Использование гуаровой камеди в добыче нефти и газа придает культуре стратегическое значение. Это послужило поводом для его интродукции в Российскую Федерацию (РФ) в начале ХХI века и активной селекции отечественных сортов. Востребованность коллекции гуара резко возросла, что послужило импульсом для ее активного изучения.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объектом исследования послужили выборки из коллекции гуара ВИР: 50 образцов в 2023 г. и 30 наиболее продуктивных из них в 2024 г. На Волгоградской опытной станции ВИР проводили фенотипирование образцов по 13 селекционно значимым признакам. Признак скороспелости определяли косвенными методами. Статистическую обработку результатов исследований выполняли с использование пакета программ Statistica 13.3.

Результаты

Результаты. Проведен анализ семенной продуктивности гуара – ее структуры и взаимосвязей определяющих ее признаков. Определены наиболее продуктивные образцы. На основе анализа ранее полученные данных об отношении образцов коллекции гуара к фотопериоду предложен модифицированный алгоритм определения фотопериодической чувствительности образцов как косвенного показателя их скороспелости.

Заключение

Заключение. Полученные данные об образцах коллекции гермоплазмы гуара ВИР при изучении в условиях РФ позволят результативно использовать ее в качестве исходного материала для создания отечественных сортов.

Background

Background. Guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) is a leguminous crop plant of tropical origin that has gained unprecedented popularity in recent years due to the presence of gum in its seeds. The use of guar gum in the oil and gas industry gives the crop strategic importance. This was the reason for its introduction to the Russian Federation (RF) at the beginning of the 21st century and for the active breeding of domestic cultivars. The demand for the guar collection has increased dramatically, serving as an impetus for its active study.

Materials and methods

Materials and methods. The materials of the study were guar accessions from the VIR collection: 50 accessions in 2023, and 30 most productive of them in 2024. The accessions were phenotyped for 13 traits important for breeding at Volgograd Experiment Station of VIR. The indicator of early maturity was assessed by indirect methods. Statistical processing of the research results was performed using the Statistica 13.3 software package.

Results

Results. Seed productivity of guar accessions was analyzed, its structure and interrelations among its defining characteristics. Differentiation of the guar gene pool for the studied traits was revealed. The most productive accessions were identified. Previously obtained data on the relationship of guar collection accessions to the photoperiod served as a basis for proposing a modified algorithm for determining the photoperiod sensitivity of accessions as an indirect indicator of their earliness.

Conclusion

Conclusion. The data obtained for guar accessions from the VIR collection under the conditions of the Russian Federation will make it possible to use this germplasm effectively as source material for breeding domestic cultivars.

гуарколлекцияинтродукцияфенотипированиеизменчивостьселекциякамедьguarcollectionintroductionphenotypingvariabilitybreedinggumИсследование выполнено при финансовой поддержке РНФ в рамках научного проекта 23-16-00195 от 15 мая 2023 г. Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.This research was funded by the Russian Science Foundation (Project No. 23-16-00195 of May 15, 2023). The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesBalakumbahan R., Prabukumar G., Sivakumar V. Evaluation of cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub) genotypes for fruit and gum yield. European Journal of Agriculture and Food Sciences. 2020;2(5):1-4. DOI: 10.24018/ejfood.2020.2.5.IDBalakumbahan R., Prabukumar G., Sivakumar V. Evaluation of cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub) genotypes for fruit and gum yield. European Journal of Agriculture and Food Sciences. 2020;2(5):1-4. DOI: 10.24018/ejfood.2020.2.5.IDБулынцев С.В., Вальянникова Т.И., Силаева О.И., Копоть Е.И., Пимонов К.И. Гуар – новая бобовая культура для России. В кн.: Инновации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Персиановка: Донской ГАУ; 2017. С.167-172).Bulyntsev S.V., Valyannikova T.I., Silaeva O.I., Kopot E.I., Pimonov K. Guar: a new legume crop for Russia. In: Innovations in Crop Cultivation Technologies: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference. Persianovka: Don State Agrarian University; 2017. p.167-172. [in Russian]Dzyubenko E.A. Intraspecies polymorphizm of guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.). Vavilovia. 2021;4(3):16-39. [in Russian] (Дзюбенко Е.А. Внутривидовой полиморфизм гуара (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.). Vavilovia. 2021;4(3):16-39). DOI: 10.30901/2658-3860-2021-3-16-39Dzyubenko E.A. Intraspecies polymorphizm of guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.). Vavilovia. 2021;4(3):16-39. [in Russian] (Дзюбенко Е.А. Внутривидовой полиморфизм гуара (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.). Vavilovia. 2021;4(3):16-39). DOI: 10.30901/2658-3860-2021-3-16-39Garcia A., Grover K., VanLeeuwen D., Stringam B., Schutte B. Growth and performance of guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) genotypes under various irrigation regimes with and without biogenic silica amendment in arid Southwest US. Plants (Basel). 2023;12(13):2486. DOI: 10.3390/plants12132486Garcia A., Grover K., VanLeeuwen D., Stringam B., Schutte B. Growth and performance of guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) genotypes under various irrigation regimes with and without biogenic silica amendment in arid Southwest US. Plants (Basel). 2023;12(13):2486. DOI: 10.3390/plants12132486Gresta F., Avola G., Cannavò G., Santonoceto C. Morphological, biological, productive and qualitative characterization of 68 guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) genotypes. Industrial Crops and Products. 2018;114:98-107. DOI: 10.1016/j.indcrop.2018.01.070Gresta F., Avola G., Cannavò G., Santonoceto C. Morphological, biological, productive and qualitative characterization of 68 guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) genotypes. Industrial Crops and Products. 2018;114:98-107. DOI: 10.1016/j.indcrop.2018.01.070Кошкин В.А. Методические подходы в диагностике фотопериодической чувствительности и скороспелости растений. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2012;170:118-129.Koshkin V.A. Methodical approaches of diagnosis of photoperiodical sensitivity and earliness of plants. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2012;170:118-129. [in Russian]Kruchina-Bogdanov I.V., Miroshnichenko E.V., Shaukharov R.A., Kantemirova E.N., Golovina M.A., Abdullaev K.M. et al. Impact of growing conditions on the gum properties of different genotypes of guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.). Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(7):941-948. DOI: 10.18699/VJ19.570Kruchina-Bogdanov I.V., Miroshnichenko E.V., Shaukharov R.A., Kantemirova E.N., Golovina M.A., Abdullaev K.M. et al. Impact of growing conditions on the gum properties of different genotypes of guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.). Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(7):941-948. DOI: 10.18699/VJ19.570Kuravadi N., Verma S., Pareek S., Gahlot P., Kumari S., Tanwar U. et al. Guar: an industrial crop from marginal farms In: G.S. Bhullar, N.K. Bhullar (eds). Agricultural Sustainability: Progress and Prospects in Crop Research. Amsterdam: Elsevier; 2013. p.47-60. DOI: 10.1016/B978-0-12-404560-6.00003-4Kuravadi N., Verma S., Pareek S., Gahlot P., Kumari S., Tanwar U. et al. Guar: an industrial crop from marginal farms In: G.S. Bhullar, N.K. Bhullar (eds). Agricultural Sustainability: Progress and Prospects in Crop Research. Amsterdam: Elsevier; 2013. p.47-60. DOI: 10.1016/B978-0-12-404560-6.00003-4Лебедь Д.В., Костенкова Е.В., Волошин М.И. Агрономическое обоснование размещения посевов Cyamopsis tetragonoloba (L.) на юге европейской части России. Таврический вестник аграрной науки. 2017;1(9):53-64.Lebed D.V., Kostenkova E.V., Voloshin M.I. Agronomic rationale for the placement of Cyamopsis tetragonoloba (L.) in the south of the European part of Russia. Taurida Herald of the Agrarian Sciences. 2017;1(9):53-64. [in Russian]Malani S., Ravelombola W., Manley A., Pham H. Genetic diversity and population structure analysis in guar. Plants. 2024;13(22):3183 DOI: 10.3390/plants13223183Malani S., Ravelombola W., Manley A., Pham H. Genetic diversity and population structure analysis in guar. Plants. 2024;13(22):3183 DOI: 10.3390/plants13223183MMR. Guar gum market: global industry analysis and forecast (2025–2032): [website]. Available from: https://www.maximizemarketresearch.com/market-report/globalguar-gum-market/17787 [accessed Apr. 27, 2025].MMR. Guar gum market: global industry analysis and forecast (2025–2032): [website]. Available from: https://www.maximizemarketresearch.com/market-report/globalguar-gum-market/17787 [accessed Apr. 27, 2025].Novikova L., Seferova I., Matvienko I., Shchedrina Z., Vishniyakova M. Photoperiod and temperature sensitivity in early soybean accessions from the VIR collection in Leningrad Province of the Russian Federation. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 2022;46(6):947-954. DOI: 10.55730/1300-011X.3055Novikova L., Seferova I., Matvienko I., Shchedrina Z., Vishniyakova M. Photoperiod and temperature sensitivity in early soybean accessions from the VIR collection in Leningrad Province of the Russian Federation. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 2022;46(6):947-954. DOI: 10.55730/1300-011X.3055Pathak R. Clusterbean: physiology, genetics and cultivation. Singapore: Springer; 2015. DOI: 10.1007/978-981-287-907-3Pathak R. Clusterbean: physiology, genetics and cultivation. Singapore: Springer; 2015. DOI: 10.1007/978-981-287-907-3Radchenko E.E., Sokolova D.V. Resistance of guar Cyamopsis tetragonolоba (L.) Taub. to harmful organisms (review). Agricultural Biology. 2018;53(5):897-906. DOI: 10.15389/agrobiology.2018.5.897engRadchenko E.E., Sokolova D.V. Resistance of guar Cyamopsis tetragonolоba (L.) Taub. to harmful organisms (review). Agricultural Biology. 2018;53(5):897-906. DOI: 10.15389/agrobiology.2018.5.897engSindhuja S., Malik D.P., Kundu S., Kundu K.K. Trends and economic dynamics of guar in India. Economic Affairs. 2022;67(5):769-785. DOI: 10.46852/0424-2513.5.2022.11Sindhuja S., Malik D.P., Kundu S., Kundu K.K. Trends and economic dynamics of guar in India. Economic Affairs. 2022;67(5):769-785. DOI: 10.46852/0424-2513.5.2022.11Государственный реестр сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, допущенных к использованию: [сайт]. URL: https://gossortrf.ru/registry/gosudarstvennyy-reestr-selektsionnykh-dostizheniydopushchennykh-k-ispolzovaniyu-tom-1-sorta-rasteni [дата обращения: 18.06.2025].State Register of Varieties and Hybrids of Agricultural Plants Admitted for Usage: [website]. [in Russian] URL: https://gossortrf.ru/registry/gosudarstvennyy-reestr-selektsionnykh-dostizheniydopushchennykh-k-ispolzovaniyu-tom-1-sorta-rasteni [дата обращения: 18.06.2025].Tanksley S.D., McCouch S.R. Seed banks and molecular maps: unlocking genetic potential from the wild. Science. 1997;277(5329):1063-1066 DOI: 10.1126/science.277.5329.1063Tanksley S.D., McCouch S.R. Seed banks and molecular maps: unlocking genetic potential from the wild. Science. 1997;277(5329):1063-1066 DOI: 10.1126/science.277.5329.1063Teplyakova S.B., Volkov V.A., Dzyubenko E.A., Potokina E.K. Variability of the photoperiod response in guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) genotypes of different geographic origin. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(6):100-107. DOI: 10.18699/VJ19.547Teplyakova S.B., Volkov V.A., Dzyubenko E.A., Potokina E.K. Variability of the photoperiod response in guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) genotypes of different geographic origin. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(6):100-107. DOI: 10.18699/VJ19.547Thombare N., Jha U., Mishra S., Siddiqui M.Z. Guar gum as a promising starting material for diverse applications: a review. International Journal of Biological Macromolecules. 2016;88:361-372. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2016.04.001Thombare N., Jha U., Mishra S., Siddiqui M.Z. Guar gum as a promising starting material for diverse applications: a review. International Journal of Biological Macromolecules. 2016;88:361-372. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2016.04.001Вахрушева Т.Е. Изучение коллекции арахиса (Arachis hipogaea L.) Методические указания. Санкт-Петербург: ВИР; 1995).Vakhrusheva T.E. Evaluation of the peanut collection (Arachis hipogaea L.). Guidelines (Izucheniye kollektsii arakhisa (Arachis hipogaea L.). Metodicheskiye ukazaniya). St. Petersburg: VIR; 1995. [in Russian]Вишнякова М.А., Дзюбенко Е.А., Кочерина Н.В., Агаханов М.М., Шаухаров Р.А. Фенотипирование образцов гуара из коллекции ВИР в условиях полива и искусственной засухи в Волгоградской области. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2025;186(1):93-105. DOI: 10.30901/2227-8834-2025-1-93-105Vishnyakova M.A., Dzyubenko E.A., Kocherina N.V., Agakhanov M.M., Shaukharov R.A. Phenotyping of guar accessions from the VIR collection under irrigation and artificial drought conditions in Volgograd Province. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2025;186(1):93-105. [in Russian] DOI: 10.30901/2227-8834-2025-1-93-105Вишнякова М.А., Кошкин В.А., Егорова Г.П., Новикова Л.Ю., Матвиенко И.И. Фотопериодическая и температурная чувствительность фасоли (Phaseolus vulgaris L.) в условиях Северо-Запада РФ. Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2014;(5):123-132.Vishnyakova M.A., Koshkin V.A., Egorova G.P., Novikova L.Yu., Matvienko I.I. The photoperiod and temperature sensitivity of common bean (Phaseolus vulgaris L.) in the North-West of Russia. Transactions of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences. 2014;(5):123-132. [in Russian]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: 10.30901/978-5-905954-79-5Vishniyakova 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: 10.30901/978-5-905954-79-5Волошин М.И., Беспалов Е.А. Оптимизация густоты стояния посевов гуара (Cyamopsis tetragonoloba L.) на выщелоченном черноземе западного Предкавказья. Таврический вестник аграрной науки. 2019;2(18):15-22). DOI: 10.33952/2542-0720-2019-2-18-15-22Voloshin M.I., Bespalov E.A. Optimization of plant density of Cyamopsis tetragonoloba L. on the leached chernozems of western Ciscaucasia. Taurida Herald of the Agrarian Sciences. 2019;2(18):15-22. [in Russian] DOI: 10.33952/2542-0720-2019-2-18-15-22Whistler R.L. Guar – a new industrial crop. Chemistry and Industry. 1948;62:60-61.Whistler R.L. Guar – a new industrial crop. Chemistry and Industry. 1948;62:60-61.Whistler R.L., Hymowitz T. Guar: agronomy, production, industrial use, and nutrition. West Lafayette, IN: Purdue University Press; 1979.Whistler R.L., Hymowitz T. Guar: agronomy, production, industrial use, and nutrition. West Lafayette, IN: Purdue University Press; 1979.

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