vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2023-374-9-84-89vetpress-2786Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYСелекционная оценка сортообразцов гречихи посевной (Fagopyrum esculentum Moench), полученных с использованием ионов меди и цинкаBreeding evaluation of the common buckwheat accessions (Fagopyrum esculentum Moench) obtained with the use of copper and zinc ionshttps://orcid.org/0000-0001-7880-252XБарсуковаЕ. Н.BarsukovaE. N.

Елена Николаевна Барсукова, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск,Приморский край, 692539

Elena Nikolaevna Barsukova, Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher

30B Volozhenin Str., Timiryazevsky village, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

stud_info87@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2390-3486КлыковА. Г.KlykovA. G.

Алексей Григорьевич Клыков, доктор биологических наук, академик РАН

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск,Приморский край, 692539

Alexei Grigorʼevich Klykov, Doctor of Biological Sciences, Аcademician of RAS

30B Volozhenin Str., Timiryazevsky village, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

alex.klykov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4413-3414ЧайкинаЕ. Л.ChaikinaE. L.

Елена Леонидовна Чайкина, научный сотрудник

пр-т 100 лет Владивостоку, 159, Владивосток, 690022

Elena Leonidovna Chaikina, Researcher Аssociate

159 100 Let Vladivostok Ave., Vladivostok, 690022

chaykin.dima@yandex.ruФедеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. ЧайкиРоссияFederal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. ChaikаRussian FederationТихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова — Дальневосточное отделение Российской академии наукРоссияG.B. Elyakov Pacific Institute of Bioorganic Chemistry (Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences)Russian Federation202325092023098489Copyright © Барсукова Е.Н., Клыков А.Г., Чайкина Е.Л., 20232023Барсукова Е.Н., Клыков А.Г., Чайкина Е.Л.Barsukova E.N., Klykov A.G., Chaikina E.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2786Актуальность

Актуальность. Использование в селекции гречихи новых направлений — биотехнологических методов, включающих скрининг толерантных к ионам меди и цинку форм — повышает адаптивность генотипов и позволяет получить перспективный исходный материал для селекции.

Методы

Методы. Исследования по получению образцов гречихи, толерантных к меди и цинку, и селекционной оценке проведены в ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» в 2020– 2022 г. в полевых условиях. Объектом исследования служили 10 образцов, полученных на основе сортов Китавасесоба (Япония), Изумруд (Россия), гибрида Изумруд × Китавасесоба, микропобеги и семена которых подвергали воздействию ионов меди и цинка. В качестве стандарта взят районированный сорт Изумруд. Применялся метод клеточно-тканевой селекции in vitro, а также проращивание семян в концентрированных растворах солей меди и цинка (in vivo).

Результаты

Результаты. В условиях муссонного климата Приморского края проведено трехлетнее испытание 10 образцов гречихи, полученных при воздействии ионов меди и цинка в культуре in vitro и in vivo. В результате изучения для дальнейшей селекции отобраны три образца (№ 989, 1013, 783), которые характеризуются комплексом хозяйственно ценных признаков: высокой семенной продуктивностью (6,5–7,1 г), стрессоустойчивостью, генетической гибкостью, высокой массой 1000 семян (37,8–44,8 г), сочетанием высокой массы 1000 ядер (27,4–33,1 г) с низкой пленчатостью (23,3–25,5%), и два образца (№ 997, 1005) с повышенным содержанием рутина в плодах (7,1– 7,7 мг / 100 г).

Relevance

Relevance. Employing new biotechnological methods in the breeding of buckwheat, including the screening of forms with tolerance to copper and zinc ions, might increase the adaptability of genotypes and allow the creation of promising starting material for further breeding.

Methods

Methods. The research on common buckwheat with tolerance to copper and zinc ions and breeding evaluation of the obtained accessions were conducted at FSBSI «FSC of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. Chaiki» in 2020–2023. The research object was 10 accessions obtained from buckwheat varieties Kitavasesoba (Japan) and Izumrud (Russia) and hybrid Izumrud×Kitavasesoba, whose microshoots and seeds were exposed to copper and zinc ions. Released variety Izumrud was used as the standard. The method of cell and tissue culture in vitro as well as the germination of seeds in concentrated solutions of copper and zinc salts in vivo were employed.

Results

Results. In the conditions of the monsoon climate of Primorsky Krai, a three-year test of 10 buckwheat samples obtained under the influence of copper and zinc ions in culture in vitro and in vivo was carried out. As a result of the study, three samples were selected for further selection (No. 989, 1013, 783), which are characterized by a complex of economically valuable traits: high seed productivity (6.5–7.1 g), stress resistance, genetic flexibility, high mass of 1000 seeds (37.8–44.8 g), a combination of high mass of 1000 kernels (27.4–33.1 d) with low film content (23.3–25.5%), and two samples (No. 997, 1005) with an increased content of rutin in fruits (7.1–7.7 mg / 100 g).

гречиха посевнаяFagopyrum esculentum Moenchселекцияin vitroin vivoмедьцинксеменная продуктивностьрутинтехнологические показателиcommon buckwheatFagopyrum esculentum Moenchbreedingin vitroin vivocopperzincseed productivityrutintechnological parametersReferencesАмелин А.В., Фесенко А.Н., Кадырова Ф.З., Заикин В.В., Чекалин В.И. Физиолого-генетические аспекты селекции гречихи на адаптивность. Орел: Картуш. 2021; 408. ISBN 978-5-9708-0890-0 https://elibrary.ru/tmnephAmelin A.V., Fesenko A.N., Kadyrova F.Z., Zaikin V.V., Chekalin V.I. Physiological and genetic aspects of buckwheat breeding for adaptation. Orel: Kartush. 2021; 408 (In Russian). ISBN 978-5-9708-0890-0 https://elibrary.ru/tmnephФесенко А.Н., Фесенко И.Н. Развитие селекции и производства гречихи в России за 100 лет. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019; 180(1): 113–117. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2019-1-113-117Fesenko A.N., Fesenko I.N. Buckwheat breeding and production in Russia during the past 100 years. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2019; 180(1): 113–117 (In Russian). https://doi.org/10.30901/2227-8834-2019-1-113-117Мазалов В.И., Наумкин В.П. Сравнительная оценка урожайности сортов гречихи посевной. Биология в сельском хозяйстве. 2018; (4): 20–25. https://elibrary.ru/ypsydjMazalov V.I., Naumkin V.P. Comparative estimation of yield of buckwheat varieties planting. Biology in Agriculture. 2018; (4): 20–25 (In Russian). https://elibrary.ru/ypsydjMaksymiec W. Effect of copper on cellular processes in higher plants. Photosynthetica. 1997; 34(3): 132–342. https://doi.org/10.1023/A:1006818815528Maksymiec W. Effect of copper on cellular processes in higher plants. Photosynthetica. 1997; 34(3): 132–342. https://doi.org/10.1023/A:1006818815528Gebhart E. Chromosome damage in individuals exposed to heavy metals. Toxicological & Environmental Chemistry. 1984; 8(4): 253–266. https://doi.org/10.1080/02772248409357057Gebhart E. Chromosome damage in individuals exposed to heavy metals. Toxicological & Environmental Chemistry. 1984; 8(4): 253–266. https://doi.org/10.1080/02772248409357057Сергеева Л.Е., Бронникова Л.И. Ионы тяжелых металлов in.vitro: новые идеологии для получения генетически измененных форм растений. Вестник защиты растений. 2016; (3): 152, 153. https://elibrary.ru/wyrdxpSergeeva L.E., Bronnikova L.I. Heavy metal ions in vitro: new ideas for obtaining genetically changed plant forms. Plant Protection News. 2016; (3): 152, 153 (In Russian). https://elibrary.ru/wyrdxpКлыков А.Г., Барсукова Е.Н. Биотехнология и селекция гречихи на Дальнем Востоке России. Владивосток: Дальнаука. 2021; 351. ISBN 978-5-6046477-3-8 https://elibrary.ru/vppyzzKlykov A.G., Barsukova E.N. Biotechnology and buckwheat breeding in the Russian Far East. Vladivostok: Dalnauka. 2021; 351 (In Russian). ISBN 978-5-6046477-3-8 https://elibrary.ru/vppyzzВарлахова Л.Н., Бобков С.В., Мартыненко Г.Е., Михайлова И.М. Особенности технологических качеств зерна новых крупноплодных сортов гречихи. Зернобобовые и крупяные культуры. 2012; (2): 54–60. https://elibrary.ru/qcrlhbVarlakhova L.N., Bobkov S.V., Martynenko G.E., Mikhajlova I.M. Features of technological qualities of grain of new large-fruited varieties of buckwheat. Legumes and Groat Crops. 2012; (2): 54–60 (In Russian). https://elibrary.ru/qcrlhbДрагавцев В.А. (ред.) Генофонд и селекция крупяных культур. Гречиха. Санкт-Петербург: ВИР. 2006; 195. https://elibrary.ru/qkvhtlDragavtsev V.A. (ed.) The Gene bank and breeding of groat crops. Buckwheat. St. Petersburg: All-Russian Institute of Plant Genetic Resources. 2006; 195 (In Russian). https://elibrary.ru/qkvhtlАмелин А.В., Фесенко А.Н., Заикин В.В., Чекалин Е.И., Мазалов В.И. Морфоанатомические и физиолого-биохимические параметры семян гречихи в связи с селекцией на высокую и качественную урожайность. Аграрный научный журнал. 2021; (9): 4–8. https://doi.org/10.28983/asj.y2021i9pp4-8Amelin A.V., Fesenko A.N., Zaikin V.V., Chekalin E.I., Mazalov V.I. Morpho-anatomical and physiological-biochemical parameters of buckwheat seeds in connection with selection for high and high-quality yield. The Agrarian Scientific Journal. 2021; (9): 4–8 (In Russian). https://doi.org/10.28983/asj.y2021i9pp4-8Магафурова Ф.Ф., Хуснутдинов В.В. Предварительные результаты селекции на повышение урожайности у гибридных комбинаций гречихи с высоким содержанием рутина. Вестник КрасГАУ. 2022; (9): 27–32. https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-9-27-32Magafurova F.F., Khusnutdinov V.V. Preliminary results of breeding to increase buckwheat hybrid combinations yield with rutin high content. Bulletin of KSAU. 2022; (9): 27–32 (In Russian). https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-9-27-32Luthar Z. et.al. Breeding Buckwheat for Increased Levels of Rutin, Quercetin and Other Bioactive Compounds with Potential Antiviral Effects. Plants. 2020; 9(12): 1638. https://doi.org/10.3390/plants9121638Luthar Z. et.al. Breeding Buckwheat for Increased Levels of Rutin, Quercetin and Other Bioactive Compounds with Potential Antiviral Effects. Plants. 2020; 9(12): 1638. https://doi.org/10.3390/plants9121638Тутельян В.А., Батурин А.К., Мартичник Э.А. Флавоноиды: содержание в пищевых продуктах, уровень потребления, биодоступность. Вопросы питания. 2004; 73(6): 43–48. https://www.elibrary.ru/xvortfTutelʼyan V.A., Baturin A.K., Martichnik E.A. Flavonoids: content in food, the rate of consumption, and bioavailability. Problems of Nutrition. 2004; 73(6): 43–48 (In Russian). https://www.elibrary.ru/xvortfКадырова Ф.З., Климова Л.Р., Кадырова Л.Р. Формирование качества плодов в процессе селекции гречихи. Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2022; 1(4): 29–33. https://doi.org/10.12737/2782-490X-2022-29-33Kadyrova F.Z., Klimova L.R., Kadyrova L.R. Improving fruits quality in the process of breeding buckwheat. Agrobiotechnologies and digital farming. 2022; 1(4): 29–33 (In Russian). https://doi.org/.12737/2782-490X-2022-29-33.Глазова З.И., Михайлова И.М. Урожайность и технологические свойства зерна гречихи в зависимости от сорта и удобрений. Зернобобовые и крупяные культуры. 2018; (1): 87–91. https://doi.org/10.24411/2309-348X-2018-10006Glazova Z.I., Mihajlova I.M. Yield and technological properties of buckwheat grains depending on variety and fertilizers. Legumes and Groat Crops. 2018; (1): 87–91 (In Russian). https://doi.org/10.24411/2309-348X-2018-10006Марьин В.А., Верещагин А.Л., Бычин Н.В. Выработка гречневой крупы ядрица без продела. Дальневосточный аграрный вестник. 2019; (3): 51–57. https://doi.org/10.24411/1999-6837-2019-13035Maryin V.A., Vereshchagin A.L., Bychin N.V. Production of unground buckwheat. Far East Agrarian Herald. 2019; (3): 51–57 (In Russian). https://doi.org/10.24411/1999-6837-2019-13035

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