Влияние влажности воздуха на изменчивость морфологических признаков Vigna unguiculata (L.) Walp. в искусственных условиях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Vigna unguiculata — вид широко возделываемый в южных странах, занимающий по площади возделывания среди зернобобовых культур третье место в мире. Ее отличает устойчивость к засухе, нетребовательность к плодородию почвы, урожайность, питательность и прекрасные кулинарные качества бобов и семян. В последние годы в России возрос интерес к овощным сортам вигны, что требует создания новых сортов, адаптированных к выращиванию в разных регионах и пригодных к механизированному возделыванию.

Тип роста растений — один из важных признаков в селекции современных сортов вигны. Знание закономерностей изменчивости и стабильности этой характеристики и ее взаимосвязей с другими морфологическими признаками необходимо для эффективной реализации программ по селекции культуры.

Материалом для исследования послужили образцы вигны с разным типом роста. Растения выращивали в контрастных по влажности воздуха условиях — при 60 и 90 %. Анализировали 110 растений по 14 морфологическим признакам.

В ходе анализа было выявлено достоверное влияние влажности воздуха на изменчивость длины и ширины первого листа и способность растений к формированию вьющегося побега. Изменчивость длины второго междоузлия, боба и ширины среднего листочка зависела от индивидуальных особенностей генотипа. Варьирование длины растений было обусловлено комплексом факторов и взаимосвязано как с условиями роста, так и генотипическими свойствами растений. Кроме того, было выявлено нетождественное действие влажности воздуха на тип роста у разных образцов.

Об авторах

Екатерина Александровна Крылова

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: e.krylova@vir.nw.ru
ORCID iD: 0000-0002-4917-6862
SPIN-код: 5424-9513

научн. сотр., лаборатория постгеномных исследований

Россия, Санкт-Петербург

Елена Константиновна Хлесткина

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: director@vir.nw.ru
ORCID iD: 0000-0002-8470-8254
SPIN-код: 3061-1429

д-р биол. наук, профессор, директор

Россия, Санкт-Петербург

Марина Олеговна Бурляева

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.burlyaeva@vir.nw.ru
ORCID iD: 0000-0002-3708-2594
SPIN-код: 7298-0174

канд. биол. наук, вед. научн. сотр., отдел генетических ресурсов зерновых бобовых культур

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Fery F.L. New opportunities in Vigna // Trends in new crops and new uses. 2002. P. 424–428.
  2. Boukar O., Togola A., Chamarthi S., et al. Cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] Breeding. Advances in Plant Breeding Strategies: Legumes. Vol. 7 / J.M. Al-Khayri, S.M. Jain, D.V. Johnson, editors. Springer Nature, Switzerland AG, 2019. P. 201–243. doi: 10.1007/978-3-030-23400-3
  3. Boukar O., Fatokun C.A., Roberts P.A., et al. Cowpea. Grain Legumes / A.M. de Ron, editor. Springer New York, 2015. Р. 219–250. doi: 10.1007/978-1-4939-2797-5_7
  4. Faostat [Электронный ресурс]. Crops and livestock products [дата обращения 30.05.2022]. Доступ по ссылке: www.fao.org/faostat/en/#data/QCL
  5. Citadin C.T., Ibrahim A.B., Aragão F.J.L. Genetic engineering in cowpea (Vigna unguiculata): history, status and prospects // GM Crops. 2011. Vol. 2, No. 3. P. 144–149. doi: 10.4161/gmcr.2.3.18069
  6. Бурляева М.О., Гуркина М.В., Чебукин П.А. Изучение спаржевой вигны из коллекции ВИР и перспективы ее возделывания в России // Земледелие. 2015. № 1. С. 45–48.
  7. Гуркина М.В. Изменчивость и связи хозяйственно ценных признаков спаржевой вигны из коллекции ВИР в условиях Астраханской области // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019. Т. 180, № 1. С. 59–65. doi: 10.30901/2227-8834-2019-1-59-65
  8. Ефремова М.Е., Дутов В.Н., Лобанкова О.Ю. Особенности выращивания вигны (Vigna) в условиях зоны неустойчивого увлажнения // Новости науки в АПК. 2019. № 3. С. 436–439.
  9. Жужукин В.И., Багдалова А.З. Вигна — ценная продовольственная культура для нижнего Поволжья // Успехи современного естествознания. 2017. № 11. С. 30–35.
  10. Шуайбова Н.Ш., Хабибов А.Д., Омарова П.А. Cравнительный анализ структуры изменчивости морфологических признаков сортообразцов Vigna unguiculata (L.) Walp. в условиях равнинного Дагестана // Известия Горского государственного аграрного университета. 2020. Т. 57, № 1. С. 128–137.
  11. Benlloch R., Berbel A., Serrano-Mislata A., et al. Floral initiation and inflorescence architecture: a comparative view // Ann Bot. 2007. Vol. 100, No. 3. P. 659–676. doi: 10.1093/aob/mcm146
  12. Benlloch R., Berbel A., Ali L., et al. Genetic control of inflorescence architecture in legumes // Front Plant Sci. 2015. Vol. 6. P. 1–14. doi: 10.3389/fpls.2015.00543
  13. Singer S.R., Hsiung L.P., Huber S.C. Determinate (det) mutant of Pisum sativum (Leguminosae: Papilionoideae) exhibits an indeterminate growth // Am J Bot. 1990. Vol. 77, No. 10. P. 1330–1335. doi: 10.1002/j.1537–2197.1990.tb11384.x
  14. Крылова Е.А., Хлесткина Е.К., Бурляева М.О., Вишнякова М.А. Детерминантный характер роста зернобобовых культур: роль в доместикации и селекции, генетический контроль // Экологическая генетика. 2020. Т. 18, № 1. С. 43–58. doi: 10.17816/ecogen16141
  15. Крылова Е.А. Роль ортологов гена TFL1 в определении архитектоники растений // Генетика. 2020. Т. 56, № 11. С. 1308–1322. doi: 10.31857/S0016675820110053
  16. Foucher F., Morin J., Courtiade J., et al. DETERMINATE and LATE FLOWERING are two TERMINAL FLOWER1/ CENTRORADIALIS homologs that control two distinct phases of flowering initiation and development in pea // Plant Cell. 2003. Vol. 15, No. 11. P. 2742–2754. doi: 10.1105/tpc.015701
  17. Dhanasekar P., Reddy K.S. A novel mutation in TFL1 homolog affecting determinacy in cowpea (Vigna unguiculata) // Mol Genet Genom. 2015. Vol. 290, No. 1. P. 55–65. doi: 10.1007/s00438-014-0899-0
  18. Krylova E., Strygina K., Khlestkina E. Structural organization of TFL1-like genes in representatives of the tribe Phaseoleae DC // Biol Commun. 2021. Vol. 66, No. 2. P. 85–108. DOI: 10.21638/ spbu03.2021.201
  19. Бурляева М.О., Гуркина М.В., Чебукин П.А., и др. Новые сорта вигны (Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis (L.) Verdc.) овощного использования, перспективные для возделывания в южных регионах России // Овощи России. 2019. № 5. С. 33–37. doi: 10.18619/2072-9146-2019-5-33-37
  20. Horn L.N., Shimelis H. Production constraints and breeding approaches for cowpea improvement for drought prone agro-ecologies in Sub-Saharan Africa // Ann Agric Sci. 2020. Vol. 65, No. 1. P. 83–91. doi: 10.1016/j.aoas.2020.03.002
  21. Вавилов Н.И. Географическая изменчивость растений // Научное слово. 1928. Т. 1. С. 23–33.
  22. Фортунатова О.К. Зависимость высоты растений от географических факторов произрастания // Труды по прикладной ботанике, селекции и генетике. 1928. Т. 19, № 1. С. 385–466.
  23. Huxley P.A., Summerfield R.J., Hughes A.P. Growth and development of soyabean cv. TK5 as affected by tropical daylengths, daylnight temperatures and nitrogen nutrition // Ann Appl Biol. 1976. Vol. 82, No. 1. P. 117–133. doi: 10.1111/j.1744–7348.1976.tb01679.x
  24. Inouye J., Shanmugasundaram S., Masuyama T. Effects of temperature and daylength soybean on the flowering some photo-insensitive varieties // Japanese J Trop Agric. 1979. Vol. 22, No. 4. P. 167–171. doi: 10.11248/JSTA1957.22.167
  25. Huxley P.A., Summerfield R.J. Effects of daylength and day/night temperatures on growth and seed yield of cowpea cv. K 2809 grown in controlled environments // Ann Appl Biol. 1976. Vol. 83, No. 2. P. 259–271. doi: 10.1111/j.1744–7348.1976.tb00605.x
  26. Summerfield R.J., Minchin F.R., Stewart K.A., Ndunguru B.J. Growth, reproductive development and yield of effectively nodulated cowpea plants in contrasting aerial environments // Ann Appl Biol. 1978. Vol. 90, No. 2. P. 277–291. doi: 10.1111/j.1744-7348.1978.tb02636.x
  27. Summerfield R.J., Wein H.C. Effects of photoperiod and air temperature on growth and yield of economic legumes // Advances in legumes science. 1980. P. 17–36.
  28. Wien H.C., Summerfield R.J. Adaptation of cowpeas in West Africa: effects of photoperiod and temperature responses in cultivars of diverse origin // Advances in legume science. 1980. P. 405–417.
  29. Dow El-Madina I.M., Hall A.E. Flowering of contrasting cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) genotypes under different temperatures and photoperiods // Field Crops Res. 1986. Vol. 14. P. 87–104. doi: 10.1016/0378-4290(86)90049-3
  30. Кондыков И.В., Зотиков В.И., Зеленов А.Н., и др. Биология и селекция детерминантных форм гороха. Орел: Картуш, 2006.
  31. Бурляева М.О., Гуркина М.В., Чебукин П.А. Скрининг образцов спаржевой вигны (Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis (L.) Verdc.) из коллекции ВИР на устойчивость к абиотическим и биотическим стрессорам // Селекция и семеноводство овощных культур. 2014. Т. 45. С. 131–141.
  32. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР: пополнение, сохранение и изучение. Методические указания / под ред. М.А. Вишняковой, Т.А. Буравцевой, С.В. Булынцева, и др. Санкт-Петербург: ВИР, 2010. 142 с.
  33. Бурляева М.О., Гуркина М.В., Чебукин П.А., и др. Международный классификатор видов рода Vigna Savi. Санкт-Петербург, 2016.
  34. Stoilova T., Pereira G. Assessment of the genetic diversity in a germplasm collection of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) using morphological traits // Afr J Agric Res. 2013. Vol. 82. P. 208–215. doi: 10.5897/AJAR12.1633
  35. Gerrano A.S., Adebola P.O., Jansen van Rensburg W.S., Laurie S.M. Genetic variability in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) genotypes // S Afr J Plant Soil. 2015. Vol. 32, No. 3. P. 165–174. doi: 10.1080/02571862.2015.1014435
  36. Mafakheri K., Bihamta M.R., Abbasi A.R. Assessment of genetic diversity in cowpea (Vigna unguiculata L.) germplasm using morphological and molecular characterization // Cogent Food and Agriculture. 2017. Vol. 3, No. 1. ID1327092. doi: 10.1080/23311932.2017.1327092
  37. Mohammed I., Alawa D.A., Mshelia J.S., et al. Effect of climate variation on the yield of cowpea (Vigna unguiculata) // Afr J Agric Res. 2021. Vol. 17, No. 3. P. 456–462. doi: 10.5897/AJAR2020.14960
  38. Aliyu O.M., Lawal O.O., Wahab A.A., Ibrahim U.Y. Evaluation of advanced breeding lines of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) for high seed yield under farmers’ field conditions // Plant Breed Biotechnol. 2019. Vol. 7, No. 1. P. 12–23. doi: 10.9787/PBB.2019.7.1.12
  39. Ewansiha S.U., Osaigbovo A.U. Cowpea for a changing environment in the rainforest of South-South Nigeria // J Trop Agric Food Environ Ext. 2016. Vol. 15, No. 1. P. 23–28. doi: 10.4314/as.v15i1.5
  40. Gbaguidi A.A., Dansi A., Loko L.Y., et al. Diversity and agronomic performances of the cowpea (Vigna unguiculata Walp.) landraces in Southern Benin // Int Res J Agric Sci Soil Sci. 2013. Vol. 3, No. 4. P. 121–133.
  41. Gbaguidi A.A., Adjati A., Dansi A., et al. Diversity of cowpea (Vigna unguiculata (l.) Walp.) landraces in Central and Northern Benin // Int J Curr Microbiol Appl Sci. 2015. Vol. 4, No. 11. P. 487–504.
  42. Hutchinson M.J., Muniu F.K., Ambuko J., et al. Morphological and agronomic characterization of local vegetable cowpea accessions in Coastal Kenya // Afr J Hortic Sci. 2017. Vol. 11. P. 47–58.
  43. Ajetomobi J., Abiodun A. Climate change impacts on cowpea productivity in Nigeria // Afr J Food Agric Nutr Dev. 2010. Vol. 10, No. 3. P. 2258–2271. doi: 10.4314/ajfand.v10i3.54082

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изменчивость морфологических признаков образцов вигны в искусственных условиях. Mean — средние значения, Mean ± SD — среднее + стандартное отклонение, Mean ± 1,96SD — среднее + интервал 1,96 стандартного отклонения. 1 — длина растения, 2 — длина первого междоузлия, 3 — длина второго междоузлия, 4 — длина первого листа, 5 — ширина первого листа, 6 — длина черешка первого листа, 7 — длина примордиального листа, 8 — ширина примордиального листа, 9 — длина среднего листочка, 10 — ширина среднего листочка, 11 — длина рахиса среднего листочка, 12 — длина боба, 13 — ширина боба

Скачать (115KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменчивость морфологических признаков в зависимости от условий роста растений. Цифрами обозначены две группы образцов, выращенных при разных показателях влажности воздуха (1 — при пониженной, 2 — при повышенной влажности). Mean — средние значения, Mean ± SE — среднее + стандартная ошибка среднего, Mean ± 1,96SE — среднее + интервал 1,96 ошибки среднего

Скачать (198KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение образцов в пространстве первых двух факторов (F1, F2)

Скачать (240KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение образцов в пространстве первых двух факторов (F1, F2)

Скачать (336KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение образцов в пространстве 1 и 2 главных координат (ГК1 и ГК2), рассчитанных по методу дискриминантного анализа проекций на латентные структуры

Скачать (130KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2022


 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах