vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2020-4-112-119vir-nw-814Research ArticleОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕDOMESTIC PLANT BREEDING AT THE PRESENT STAGEВыявление «узких мест» в системах адаптивности сортов персика к конкретным абиотическим, лимитирующим рост и развитие растений факторам, воздействующим на отдельные фазы онтогенеза, для создания оптимальных алгоритмов дальнейшей селекцииIdentification of “bottlenecks” in the systems of adaptability in peach cultivars to specific abiotic factors limiting plant growth and development and affecting individual phases of ontogenesis to develop optimal algorithms for further breedinghttps://orcid.org/0000-0003-2557-1822ДрагавцеваИ. А.DragavtsevaI. A.

д.с.-х.н.; профессор; заслуженный деятель науки Российской Федерации

39 40-letiya Pobedy St., Krasnodar 350901

I_d@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0934-020XДрагавцевВ. А.DragavtsevV. A.

195220 г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., 14; российский биолог, специалист в области генетики и селекции сельскохозяйственных растений; д.б.н., профессор, академик РАН

14 Grazhdanskiy Ave., St. Petersburg 195220

dravial@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4829-6640КузнецоваА. Р.KuznetsovaA. P.

350072 Краснодарский край, г. Краснодар, ул. 40-летия Победы, 39

39 40-letiya Pobedy St., Krasnodar 350901

https://orcid.org/0000-0003-2238-8408КлюкинаА. В.KlyukinaA. V.

350072 Краснодарский край, г. Краснодар, ул. 40-летия Победы, 39

39 40-letiya Pobedy St., Krasnodar 350901

Северо-Кавказский Федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделияРоссияNorth-Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Wine-makingRussian FederationАгрофизический научно-исследовательский институтРоссияAgrophysical Research InstituteRussian Federation2020271220201814112119Copyright © Драгавцева И.А., Драгавцев В.А., Кузнецова А.Р., Клюкина А.В., 20202020Драгавцева И.А., Драгавцев В.А., Кузнецова А.Р., Клюкина А.В.Dragavtseva I.A., Dragavtsev V.A., Kuznetsova A.P., Klyukina 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/814

Современная селекция, особенно плодовых культур, десятилетия произрастающих на одном и том же месте, требует новой стратегии создания устойчивых к абиотическим факторам среды сортов. Необходим более глубокий анализ явлений взаимодействия «генотип – среда» (ВГС), так как современные исследования показали, что уровень продуктивности и урожаев растений определяется не специфическими «генами количественных признаков», а главным образом эмерджентными (вновь возникающими при смене лим-фактора среды на онтогенетическом и фитоценотическом уровнях) эффектами взаимодействия «генотип – среда». Необходимы новые знания о величинах вкладов в продуктивность сорта каждой из генетико-физиологических систем адаптивности растений (ГФС-ад) при воздействии конкретного лим-фактора среды на конкретную фазу онтогенеза. Впервые с целью поиска перспективных для дальнейшей селекции генотипов персика мы провели изучение их адаптивности к низким отрицательным температурам в разных зонах садоводства Краснодарского края.

Проанализированы сдвиги моментов воздействий низкотемпературных стресс-факторов среды по фазам развития растений сортов (по причине изменения климата) во временном интервале 1985–2018 гг.

Выявлено наличие наследственных адаптивных резервов повышения продуктивности персика по каждой фазе развития в процессе изучения феноменов ВГС. Даны рекомендации селекционерам по фазовой селекции будущих сортов – как защитить их продукционный процесс в каждой фазе развития от негативных воздействий низких температур. 

Modern breeding, especially when fruit plants cultivated for decades at the same location are concerned, requires a new strategy to develop cultivars resistant to abiotic limfactors of the environment. A more in-depth analysis of genotype–environment interaction phenomena is needed, as modern studies have shown that the level of plant productivity and yields is determined not by specific “genes of quantitative traits”, but mainly by the emergent (newly occurring when a lim-factor of the environment changes at the ontogenetic and phytocenotic levels) effects of the genotype–environment interaction (GEI). New knowledge is needed about the values of contributions to the productivity of a cultivar made by each of the genetic–physiological systems of plant adaptability (GPS-ad) when exposed to a particular lim-factor of the environment at a particular phase of ontogenesis. For the first time, aiming at finding promising peach genotypes for further breeding, we studied their adaptability to low temperatures in different horticulture zones of Krasnodar Territory.

Shifts in the effects of low-temperature environmental stressors in the developmental phases of cultivars (produced by climate change) were analyzed in the time interval of 1985–2018.

The presence of hereditary adaptive reserves for increasing peach productivity for each phase of development in the process of studying the phenomena of GEI was disclosed. Recommendations are given to breeders on phase-to-phase breeding of future cultivars: how to protect their production process at each developmental phase from negative effects of low temperatures. 

селекция плодовых культурабиотические стрессорыалгоритмы оценки устойчивости сортов по фазам развитияbreeding of fruit cropsadaptive systemsabiotic stressorsalgorithms for assessing the stability of cultivars by their development phasesПубликуется в рамках гранта № 19-44-230023 РФ и темы № 0689-2019-00 госзадания ФГБНУ СКФНЦСВВ.Published under Grant No. 19-44-230023 of the Russian Federation and Topic No. 0689-2019-00 of the State Task posed to the North-Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Wine-making.ReferencesДрагавцев В.А., Драгавцева И.А., Ефимова И.Л., Моренец А.С., Савин И.Ю. Управление взаимодействием «генотип–среда» – важнейший рычаг повышения урожаев сельскохозяйственных растений. Труды КубГАУ. 2016;59:105-121.Dragavtsev V.A., Dragavtseva I.A., Efimova I.L., Morenets A.S. Savin I.Y. Management by “genotype-environment” interaction – most important lever for increase of cultivated plants yield. Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2016;59:105-121. [in Russian]Драгавцев В.А., Литун П.П., Шкель Н.М, Нечипоренко Н.Н. Модель эколого-генетического контроля количественных признаков растений. Доклады АН СССР. 1984;274(3):720-723.Dragavtsev V.A., Litun P.P., Shkel N.M., Nechiporenko N.N. A model of ecogenetic control of quantitative traits in plants (Model ekologo-geneticheskogo kontrolya kolichestvennykh priznakov rasteniy). Proceedings of the USSR Academy of Sciences. 1984;274(3):720-723. [in Russian]Драгавцев В.А., Малецкий С.И. Пути «геныпризнаки» неисповедимы. Биосфера. 2016;8(2):143- 150. DOI: 10.5281/zenodo.55868Dragavtsev V.A., Maletsky S.I. Inscrutable are gene-to-traits pathways. Biosfera = Biosphere. 2016;8(2):143-150. [in Russian] DOI: 10.5281/zenodo.55868Драгавцев В.А., Попов Е.Б., Малецкий С.И. Н.И. Вавилов как один из основателей современной эпигенетики. Успехи современной науки. 2017;1(9):8-17.Dragavtsev V.A., Popov E.B., Maletsky S.I. N.I. Vavilov as one of the founders of modern epigenetics. Uspekhi sovremennoy nauki = Advances in Modern Science. 2017;1(9):8-17. [in Russian]Драгавцев В.А., Цильке Р.А., Рейтер Б.Г., Воробьев В.А., Дубровская А.Г., Коробейников Н.И., Новохатин В.В., Максименко В.П., Бабакишиев А.Г., Илющенко В.Г., Калашник Н.А., Зуйков Ю.П., Федотов А.М. Генетика признаков продуктивности яровых пшениц в Западной Сибири. Новосибирск: Наука; 1984.Dragavtsev V.A., Tsilke R.A., Reyter B.G., Vorobyev V.A., Dubrovskaya A.G., Korobeynikov N.I., Novokhatin V.V., Maksimenko V.P., Babakishiyev A.G., Ilyushchenko V.G., Kalashnik N.A., Zuykov Y.P., Fedotov A.M. Genetics of productivity traits in spring wheat in Western Siberia (Genetika priznakov produktivnosti yarovykh pshenits v Zapadnoy Sibiri). Novosibirsk: Nauka; 1984. [in Russian]Драгавцева И.А., Ефимова И.Л., Кузнецова А.П., Клюкина А.В. Научные труды СевероКавказского Федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия. 2019а;(25):76-85. DOI: 10.30679/2587-9847-2019-25-76-85Dragavtseva I.A., Efimova I.L., Kuznetsova A.P., Klyukina A.V. To the disclosure of mechanism of interaction “genotype-environment” according to the phases of ontogenesis to use it in the fruit crops breeding. Scientific Works of North Caucasian Federal Scientific Center for Horticulture, Viticulture, Wine-making. 2019a;(25):76- 85. [in Russian] DOI: 10.30679/2587-9847-2019-25-76-85Драгавцева И.А., Кузнецова А.П., Можар Н.В., Клюкина А.В. Влияние температурных стрессов зимне-весеннего периода на плодоношение плодовых культур (абрикос, груша) в Краснодарском крае в условиях изменения климата. Научные труды Северо-Кавказского Федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия. 2019б;(23):109-116. DOI: 10.30679/2587-9847-2019-23-109-116Dragavtseva I.A., Kuznetsova A.P., Mozhar N.V., Klyukina A.V. Influence of temperature stresses of winter-spring period the fruiting of fruit crops (apricot, pear) in the Krasnodar Territory under changing climate conditions. Scientific Works of North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Wine-making. 2019b;(23):109-116. [in Russian] DOI: 10.30679/2587-9847-2019-23-109-116John R., Whitson J., Williams H.S.; Luther Burbank Society (eds). Luther Burbank: his methods and discoveries and their practical application. Prepared from his original field notes covering more than 100,000 experiments made during forty years devoted to plant improvement, with the assistance of the Luther Burbank Society and its entire membership, under the editorial direction of John Whitson and Robert John and Henry Smith Williams. New York: Luther Burbank Press; 1914. DOI: 10.5962/bhl.title.20414John R., Whitson J., Williams H.S.; Luther Burbank Society (eds). Luther Burbank: his methods and discoveries and their practical application. Prepared from his original field notes covering more than 100,000 experiments made during forty years devoted to plant improvement, with the assistance of the Luther Burbank Society and its entire membership, under the editorial direction of John Whitson and Robert John and Henry Smith Williams. New York: Luther Burbank Press; 1914. DOI: 10.5962/bhl.title.20414Кексер Г. Кинетические модели развития и наследственности. В кн.: Моделирование в биологии. Москва; 1963.Kekser G. Kinetic models of development and heredity (Kineticheskiye modeli razvitiya i nasledstvennosti). In: Modeling in Biology (Modelirovaniye v biologii). Moscow; 1963. p.42-64. [in Russian]Кочерина Н.В., Драгавцев В.А. Введение в теорию эколого-генетической организации полигенных признаков растений и теорию селекционных индексов. Санкт-Петербург: АФИ; 2008.Kocherina N.V., Dragavtsev V.A. Introduction to the theory of ecogenetic organization of polygenic traits of plants and the theory of breeding indices (Vvedeniye v teoriyu ekologo-geneticheskoy organizatsii poligennykh priznakov rasteniy i teoriyu selektsionnykh indeksov). St. Petersburg: AFI; 2008. [in Russian]Мелони М., Теста Дж. Эпигенетическая революция в пристальном рассмотрении. Биосфера. 2015;7(4):450-467. DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v7i4.130Meloni M., Testa J. The epigenetic revolution under close examination. Biosfera = Biosphere. 2015;7(4):450-467. [in Russian] DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v7i4.130Рубцов Г.А. Научные основы селекции плодовых деревьев. Ленинград: ВАСХНиЛ; 1936.Rubtsov G.A. Scientific basis of fruit tree breeding (Nauchnye osnovy selektsii plodovykh derevyev). Leningrad: VASKhNIL; 1936. [in Russian]Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под ред. Е.Н. Седова, Т.П. Огольцовой. Орел: ВНИИСПК; 1999.Sedov E.N., Ogoltsova T.P. (eds). Program and methodology of variety studies for fruit, berry and nut crops (Programma i metodika sortoizucheniya plodovykh, yagodnykh i orekhoplodnykh kultur). Orel: VNIISPK, 1999. [in Russian]Ванюшин Б.Ф. Материализация эпигенетики, или Небольшие изменения с большими последствиями. Химия и жизнь. 2004;(2):32-37.Vanyushin B.F. Materialization of epigenetics, or Small changes with big consequences (Materializatsiya epigenetiki, ili Nebolshiye izmeneniya s bolshimi posledstviyami). Khimiya i zhizln = Chemistry and Life. 2004;(2):32-37. [in Russian]Вавилов Н.И. Теоретические основы селекции растений. Т. 1. Москва: Сельхозгиз; 1935.Vavilov N.I. Theoretical foundations of plant breeding (Teoreticheskiye osnovy sekektsii rasteniy). Vol. 1. Moscow: Selkhozgiz; 1935. [in Russian]Уоддингтон К.Х. Морфогенез и генетика. Москва: МИР; 1964.Waddington K.H. Morphogenesis and genetics. Moscow: MIR; 1964. [in Russian]Уильямс У. Генетические основы и селекция растений. Москва: Колос; 1968.Williams W. Genetic bases and plant breeding. Moscow: Kolos; 1968. [in Russian]Жученко А.А., Экологическая генетика культурных растений как самостоятельная научная дисциплина. Теория и практика. Краснодар: Просвещение-Юг; 2010.Zhuchenko A.A., Ecological genetics of cultivated plants as an independent scientific discipline. Theory and practice (Ekologicheskaya genetika kulturnykh rasteniy kak samostoyatelnaya nauchnaya distsiplina. Teoriya i praktika). Krasnodar: Prosveshcheniye-Yug; 2010. [in Russian]

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