Генетическое разнообразие коллекции столовой свеклы ВИР (Beta L.) как потенциал для селекции (обзор)

В статье приведены краткие сведения об истории коллекции столовой свеклы ВИР (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris var. conditiva Alef.), ее составе, актуальных направлениях изучения и значении для отечественной селекции. Начало коллекции было положено в 1924 г. экспедиционными сборами Н. И. Вавилова. В настоящее время в коллекции свеклы (Beta L.) 2512 образцов, из которых столовая разновидность представлена 461 образцом из 45 стран мира, собранных благодаря многочисленным экспедициям, привлеченных путем обмена и выписки из зарубежных генбанков, полученных от селекционеров нашей страны и зарубежья, а также материалов, созданных сотрудниками ВИР. Приоритеты отечественной селекции являются главным принципом привлечения материала в коллекцию. Столовая свекла – экономически важная, высокоурожайная, повсеместно выращиваемая культура, имеющая широкий ареал возделывания и являющаяся ценным по биохимическому составу продуктом питания, благоприятно влияющим на здоровье человека.

В статье приведены сведения о генетическом разнообразии коллекции свеклы ВИР, актуальных направлениях ее изучения и использования в селекции. Дана характеристика имеющихся в коллекции сортотипов свеклы, их морфологические особенности и ценность, приведены названия образцов из признаковых групп, генетических источников. В настоящее время в Государственном реестре селекционных достижений РФ зарегистрировано 125 сортов и 38 гибридов столовой свеклы, из которых 70% – отечественной селекции. 

1. Abegg F.A. A genetic factor for the annual habit in beets and linkage relationship. Journal of Agricultural Research. 1936;53(7):493-512.

2. Abu-Ellail F.F.B., Salem K.F.M., Saleh M.M., Alnaddaf L.M., AlKhayri J.M. Molecular breeding strategies of beetroot (Beta vulgaris ssp. vulgaris var. conditiva Alefeld). In: J.M. AlKhayri, S.M. Jain, D.V. Johnson (eds). Advances in Plant Breeding Strategies: Vegetable Crops. Cham: Springer; 2021. p.157-212. DOI: 10.1007/978-3-030-66965-2_4

3. Andrello M., Henry K., Devaux P., Desprez B., Manel S. Taxonomic, spatial and adaptive genetic variation of Beta section Beta. Theoretical and Applied Genetics. 2016;129(2):257-271. DOI: 10.1007/s00122-015-2625-7

4. Bandlow G. Die Genetik der Beta vulgaris-Rüben. Der Züchter. 1955;25(4-5):104-22. [in German] DOI: 10.1007/ bf00709391

5. Biancardi E., Panella L.W., Lewellen R.T. Beta maritima: the origin of beets. New York: Springer; 2012. DOI: 10.1007/978-1-4614-0842-0

6. Буренин В.И. Генетические ресурсы рода Beta L. Санкт-Петербург; 2007.

7. Буренин В.И., Красочкин В.Т. Генетические аспекты изучения свеклы. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1971;44(1):189-215.

8. Буренин В.И., Соколова Д.В., Пискунова Т.М. Цветушность столовой свеклы: проблемы и пути решения. Овощи России. 2016;2(31):33-38.

9. Буренин В.И., Пивоваров В.Ф. Свекла. Санкт-Петербург: ВИР; 1998.

10. Буренин В.И., Соколова Д.В., Емельянов А.В. Изменчивость количественных признаков сортообразцов столовой свеклы при эколого-географическом изучении. Сахарная свекла. 2013;(8):16-19.

11. Буренин В.И., Пискунова Т.М., Соколова Д.В. Генофонд для селекции раздельноплодной столовой свеклы. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2016;177(4):45-56. DOI: 10.30901/2227-8834-2016-4-45-56

12. Da Silva D.V.T., dos Santos Baião D., Ferreira V.F., Paschoalin V.M.F. Betanin as a multipath oxidative stress and inflammation modulator: a beetroot pigment with protective effects on cardiovascular disease pathogenesis. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2022;62(2):539-554. DOI: 10.1080/10408398.2020.1822277

13. Декандоль А. Местопроисхождение возделываемых растений. Перевод со 2-го французского издания с дополнениями по позднейшим источникам под редакцией Христофора Гоби. Санкт-Петербург; 1885.

14. De Vilmorin M.J.L. L’hérédité chez la betterave cultivée (Heredity in cultivated beet) [dissertation]. Paris: Faculté des Science de Paris; 1923. [in French] DOI: 10.5962/bhl.title.15526

15. Esatbeyoglu T., Wagner A.E., Schini-Kerth V.B., Rimbach G. Betanin – A food colorant with biological activity. Molecular Nutrition and Food Research. 2014;59(1):36-47. DOI: 10.1002/mnfr.201400484

16. Galewski P., McGrath J.M. Genetic diversity among cultivated beets (Beta vulgaris) assessed via population-based whole genome sequences. BMC Genomics. 2020;21(1):189. DOI: 10.1186/s12864-020-6451-1

17. Gandia-Herrero F., Escribano J., Garcia-Carmona F. Biological activities of plant pigments betalains. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2016;56(6):937-945. DOI: 10.1080/10408398.2012.740103

18. Goldman I.L., Navazio J.P. History and breeding of table beet in the United States. Plant Breeding Reviews. 2010;22:357-388. DOI: 10.1002/9780470650202.ch7

19. Herbach K.M., Stintzing E.C., Carle R. Impact of thermal treatment on color and pigment pattern of red beet (Beta vulgaris L.) preparations. Journal of Food Science. 2004;69(6):491-498. DOI: 10.1111/j.1365-2621.2004.tb10994.x

20. Jiratanan T., Liu R.H. Antioxidant activity of processed table beets (Beta vulgaris var. conditiva) and green beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2004;52(9):2659-2670. DOI: 10.1021/jf034861d

21. Kajanus B. Über die Farbenavriation der Beta-Rüben. Zeitschrift für Pflanzenzüchtung. 1917;5(4):357-372. [in German]

22. Kajanus B. Über die Vererbuns weise gewisser Merkmale der Beta- und Brassica-Rüben. Zeitschrift induktiven Ursprungs und Vererbungslehre. 1914;12(1):165. [in German] DOI: 10.1007/bf01837294

23. Kapadia G.J., Tokuda H., Konoshima T., Nishino H. Chemoprevention of lung and skin cancer by Beta vulgaris (beet) root extract. Cancer Letters. 1996;100(1-2):211-214. DOI: 10.1016/0304-3835(95)04087-0

24. Красочкин В.Т. Свекла. Москва: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы; 1960.

25. Красочкин В.Т. Характеристика семейства маревых или солянковых Chenopodiaceae Less. В кн.: Культурная флора СССР. Т. 19. Корнеплодные растения. Ленинград: Колос; 1971. С.5-266.

26. Lindhard E., Iversen K. Vererbung von roten und gelben Var Merkmalen bei Beta-Rüben. Zeitschrift für Pflanzenzüchtung. 1920;7(1):1-18. [in German] Linnaeus C. Species Plantarum. 1st ed. Stockholm: Lawrence Salvii; 1753. DOI: 10.5962/bhl.title.669

27. Лутков А.Н. Экспериментальная полиплоидия как метод создания высокопродуктивных полиплоидных гибридов сахарной свеклы. В кн.: А.Н. Лутков. Экспериментальная полиплоидия в селекции растений. Новосибирск: Наука; 1966. С.35-81.

28. Mangin B., Sandron F., Henry K., Devaux B., Willems G., Devaux P. et al. Breeding patterns and cultivated beets origins by genetic diversity and linkage disequilibrium analyses. Theoretical and Applied Genetics. 2015;128(11):2255-2271. DOI: 10.1007/s00122-015-2582-1

29. Mirmiran P., Houshialsadat Z., Gaeini Z., Bahadoran Z., Fereidoun A. Functional properties of beetroot (Beta vulgaris) in management of cardio-metabolic diseases. Nutrition and Metabolism. 2020;17:3. DOI: 10.1186/s12986-019-0421-0

30. Munerati O. L’eredità de lla tendenza annualia tanella commune barbabietola. Züchtung. Berlin. 1931;17(1/2):1-215. [in Italian]

31. Ninfali P., Antonini E., Frati A., Scarpa E.S. C-glycosyl flavonoids from Beta vulgaris Cicla and betalains from Beta vulgaris rubra: antioxidant, anticancer and antiinflammatory activities – A review. Phytotherapy Research. 2017;31(6):871-884. DOI: 10.1002/ptr.5819

32. Owen F.V. Cytoplasmically inherited male sterility in sugar beets. Journal of Agricultural Research. 1945;71(10):423-440.

33. Owen F.V. Inheritance of cross- and self-sterility and self-fertility in Beta vulgaris L. Journal of Agricultural Research. 1942;64:679-698.

34. Owen F.V., Ruser G.K. Some mendelian characters in Beta vulgaris and linkages observed in the Y-R-B group. Journal of Agricultural Research. 1942;65(3):155-171.

35. Пивоваров В.Ф. Селекция и семеноводство овощных культур. Москва; 1999.

36. Ригер Р., Михаэлис А. Генетический и цитогенетический словарь. Москва: Колос; 1967.

37. Savitsky V.F. A genetic study of monogerm and multigerm characters in beets. Proceedings of the American Society of Sugar Beet Technologists. 1952;7:331-338.

38. Savitsky V.F. Monogerm sugar beet in the United States. Proceedings of the American Society of Sugar Beet Technologists. 1950;6:156-159.

39. Schwanitz F. Beiträge zur Züchtung und Genetik selbstfertiler Rüben (Beta vulgaris L.). Der Züchter. 1940;12(7):167-78. [in German] DOI: 10.1007/bf01811461

40. Соколова Д.В. Особенности проявления признака раздельноцветковости у инбредных линий столовой свеклы. Сахарная свекла. 2010;(10):26-29.

41. Соколова Д.В. Формирование признаковой группы коллекции столовой свеклы ВИР: экологическая пластичность и стабильность. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018;179(2):106-117. DOI: 10.30901/2227-8834-2018-2-106-117

42. Соколова Д.В., Пискунова Т.М. Особенности самоопыленных линий раздельноплодной столовой свеклы. Сахарная свекла. 2008;(10):20-22.

43. Соколова Д.В., Соловьева А.Е. Перспективный исходный материал для селекции сортов свеклы с высоким содержанием бетанина. Аграрная Россия. 2019;(8):26-32. DOI: 10.30906/1999-5636-2019-8-26-32

44. Солдатенко А.В., Мусаев Ф.Б., Соколова Д.В. Флагману российского научного овощеводства ФНЦО – 100 лет. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(2):156-166. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-2-156-166

45. Stintzing F.C., Carle R. Betalains – emerging prospects for food scientists. Trends in Food Science and Technology. 2007;18(10):514-525. DOI: 10.1016/j.tifs.2007.04.012

46. Tesoriere L., Allegra M., Butera D., Livrea M.A. Absorption, excretion, and distribution of dietary antioxidant betalains in LDLs: potential health effects of betalains in humans. The American Journal of Clinical Nutrition. 2004;80(4):941-945. DOI: 10.1093/ajcn/80.4.941

47. Вавилов Н.И. Селекция как наука. Москва; Ленинград: Государственное издательство колхозной и совхозной литературы; 1934.

48. Von Lippmann E.O. Geschichte der Rübe (Beta) als Kulturpflanze. Berlin; Heidelberg: Springer; 1925. [in German] DOI: 10.1007/978-3-642-91907-7

49. Wagner H., Weber W.E., Wricke G. Estimating linkage relationship of isozyme markers and morphological markers in sugar beet (Beta vulgaris L.) including families with distorted segregations. Plant Breeding. 1992;108(2):89-96. DOI: 10.1111/j.1439-0523.1992.tb00106.x

50. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. 2-е изд. Москва; 1964.

51. Зосимович В.П. Дикие виды и происхождение культурной свеклы. Свекловодство. 1940;(1):45-59.