zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2025-100-5-34-41zhros-3227Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSПрименение молекулярно-генетических методов в селекции мелкосеменной чечевицы на пригодность к механизированной уборкеApplication of molecular genetic methods in breeding of small-seeded lentils for suitability for mechanical harvestinghttps://orcid.org/0000-0001-9384-8112МаракаеваТ. В.MarakaevaT. V.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры

кафедра агрономии, селекции и семеноводства

644008; ул. Институтская площадь, д. 1; Оиская область; Омск

Candidate of Agricultural Sciences, docent, associate professor

department of agronomy, breeding and seed production

644008; Institutskaya Sq. 1; Omsk region; Omsk

tv.marakaeva@omgau.orgФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина»РоссияFSBEI HE “Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin” (FSBEI HE Omsk SAU)Russian Federation2025091120251753441Copyright © Маракаева Т.В., 20252025Маракаева Т.В.Marakaeva T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/3227

   Отсутствие местных сортов, а также низкая конкурентоспособность и недостаточная технологичность возделываемых в регионе сортов чечевицы различной географической селекции обуславливают потребность в более быстром улучшении культуры по параметрам пригодности к механизированной уборке. Использование маркеров позволяет существенно сократить время, необходимое для выведения сортов с наличием желаемых показателей. Исследование направлено на поиск KASP-маркеров, сопряженных с признаками технологичности, в коллекционных образцах, а также на выявление эффективных SNP-локусов для применения в маркер-ориентированной селекции чечевицы в Западной Сибири. Установлено, что благоприятными для роста и развития оказались очень засушливые условия 2023 г., когда отмечен более компактный куст у растения чечевицы, связанный со слабой степенью ветвистости (1–4 ветви первого и последующего порядка), степенью облиственности менее 60 % и среднесуточным приростом менее 0,70 см в сутки и меньшим растрескиванием бобов (10,93 %). Генотипирование выявило статистически значимое влияние ветвистости и облиственности (LcRBContig00050 и LcRBContig00065) на увеличение устойчивости к полеганию агрофитоценоза чечевицы, выраженное в уменьшении вегетативной массы растения на 10 – 30 %. Благоприятный аллель маркеров скорости роста (LcRBContig00079 и LcRBContig00158) статистически достоверно увеличивает среднесуточный прирост растения на 0,35–0,91 см на начальных этапах развития. В увеличении высоты растения на 2–8 см и высоты прикрепления нижних бобов на 1–4 см значительный вклад внесли KASP-маркеры LcRBContig01123 и LcRBContig0534. Ассоциированный с нерастрескиваемостью бобов SNP (LcRBContig00067) позволяет увеличить процент нерастрескивающихся бобов в период созревания чечевицы до 90 %. В итоге отобраны образцы мелкосеменной чечевицы с набором генов, отвечающих за пригодность к механизированной уборке, достоверно превосходящие стандарт по технологичности: Орловская краснозерная, Северная, Рубиновая (Россия), Крапинка (Казахстан), Pardina Linsen (Германия), КДЦ Кермит, Redcap (Канада).

   The lack of local varieties, as well as low competitiveness and insufficient technological efficiency of lentil varieties of various geographical breeding, determine the necessity for faster improvement of the crop in terms of suitability for mechanized harvesting. The use of markers allows reducing significantly the time required for breeding varieties with the desired indicators. The current study was aimed at searching for KASP markers associated with technological traits in collection samples, as well as identifying effective SNP loci for use in marker-assisted breeding of lentilin Western Siberia. There has been found that aridity in 2023 was favorable for growth and development, since there has been established a more compact bush of the lentil plant due to a weak degree of branching (1–4 branches of the first and subsequent order), a foliage degree of less than 60 % and a mean daily growth of less than 0.70 cm per day and less cracking of beans (10.93 %). Genotyping has demonstrated a statistically significant effect of branching and foliage (LcRBContig00050 and LcRBContig00065) on increasing the lodging resistance of lentil agrophytocenosis, expressed in a vegetative mass decrease by 10–30 %. The favorable allele of the growth rate markers (LcRBContig00079 and LcRBContig00158) has statistically significantly increased the average daily plant growth by 0.35–0.91 cm at the initial stages of development. The KASP markers LcRBContig01123 and LcRBContig0534 have made a significant contribution to increasing the plant height by 2–8 cm and the height of the lower beans’ attachment by 1–4 cm. The SNP (LcRBContig00067) associated with the non-cracking of beans allows increasing the percentage of non-cracking lentil beans during maturation to 90 %. As a result, there have been selected the small-seeded lentil samples with a set of genes responsible for suitability for mechanized harvesting, reliably surpassing the standard in terms of technological effectiveness, such as ‘Orlovskaya Krasnozernaya’, ‘Severnaya’, ‘Rubinovaya’ (Russia), ‘Krapinka’ (Kazakhstan), ‘Pardina Linsen’ (Germany), ‘KDC Kermit’, ‘Redcap’ (Canada).

чечевицаLens culinarisKASP-маркерыпризнаки пригодности к механизированной уборкегенотипlentilLens culinarisKASP markerstraits of suitability for mechanical harvestinggenotypeНаучно-исследовательская работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 24-26-20033 (https://rscf.ru/project/24-26-20033/)Research work carried out at the expense of the grant Russian Science Foundation No. 24-26-20033 (https://rscf.ru/project/24-26-20033/)ReferencesБыкова В. А. Производство зерновых и зернобобовых культур в Сибирском федеральном округе в контексте обеспечения продовольственной безопасности // Продовольственная политика и безопасность. 2023. Т. 10, № 3. С. 471–482. DOI: 10.18334/ppib.10.3.118249Bykova V. A. Proizvodstvo zernovykh i zernobobovykh kul'tur v Sibirskom federal'nom okruge v kontekste obespecheniya prodovol'stvennoi bezopasnosti [Production of grain and legume crops in the Siberian Federal District to enforce food security] // Prodovol'stvennaya politika i bezopasnost'. 2023. T. 10, № 3. S. 471–482. DOI: 10.18334/ppib.10.3.118249Дубина Е. В., Олимова З. К. Применение молекулярно-генетических методов в селекции риса на холодоустойчивость // Зерновое хозяйство России. 2025. Т. 17, № 1. С. 54–60. DOI: 10.31367/2079-8725-2025-96-1-54-60Dubina E. V., Olimova Z. K. Primenenie molekulyarno-geneticheskikh metodov v selektsii risa na kholodoustoichivost' [Application of molecular genetic methods in rice breeding for cold resistance] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2025. T. 17, № 1. S. 54–60. DOI: 10.31367/2079-8725-2025-96-1-54-60Корсаков Н. И., Адамова О. А., Будакова В. И. Методические указания по изучению коллекции зерновых бобовых культур. Л.: ВИР, 1975. 59 с.Korsakov N. I., Adamova O. A., Budakova V. I. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu kollektsii zernovykh bobovykh kul'tur [Methodological recommendations for studying a collection of grain legumes]. L.: VIR, 1975. 59 sМаракаева Т. В. Оценка образцов тарелочной чечевицы по хозяйственно-биологическим показателям // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2024. Т. 19, № 4(76). С. 49–55. DOI: 10.12737/2073-0462-2024-49-55Marakaeva T. V. Otsenka obraztsov tarelochnoi chechevitsy po khozyaistvenno-biologicheskim pokazatelyam [Estimation of plate lentil samples for economic and biological indicators] // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2024. T. 19, № 4(76). S. 49–55. DOI: 10.12737/2073-0462-2024-49-55Fedoruk M. J., Vandenberg A., Bett K. E. Quantitative analysis of trait loci for mechanical harvesting suitability of lentils using single nucleotide polymorphism markers // The Plant Genome. 2013. Vol. 6(3), P. 1–10.Fedoruk M. J., Vandenberg A., Bett K. E. Quantitative analysis of trait loci for mechanical harvesting suitability of lentils using single nucleotide polymorphism markers // The Plant Genome. 2013. Vol. 6(3), P. 1–10.Chen X., Huang L., Fan J., Yan Sh., Zhou G., Zhang J. KASP-IEva: an intelligent typing evaluation model for KASP primers // Frontiers in Plant Science. 2024. Vol. 14, DOI: 10.3389/fpls.2023.1293599Chen X., Huang L., Fan J., Yan Sh., Zhou G., Zhang J. KASP-IEva: an intelligent typing evaluation model for KASP primers // Frontiers in Plant Science. 2024. Vol. 14, DOI: 10.3389/fpls.2023.1293599Delaporta S. L., Wood J., Hicks J. B. A plant DNA minipreparation: Version II // Plant Molecular Biology Reporter. 1983. Vol. 1(4), P. 19–21. DOI: 10.1007/bf02712670Delaporta S. L., Wood J., Hicks J. B. A plant DNA minipreparation: Version II // Plant Molecular Biology Reporter. 1983. Vol. 1(4), P. 19–21. DOI: 10.1007/bf02712670Majeed U., Darwish E., Rehman S.U., Zhang X. Kompetitive allele specific PCR (KASP): a singleplex genotyping platform and its application // Journal of Agricultural Science. 2018. Vol. 11, Р. 11–20. DOI: 10.5539/jas.v11n1p11Majeed U., Darwish E., Rehman S.U., Zhang X. Kompetitive allele specific PCR (KASP): a singleplex genotyping platform and its application // Journal of Agricultural Science. 2018. Vol. 11, Р. 11–20. DOI: 10.5539/jas.v11n1p11Rodda M. S., Sudheesh S., Javid M., Noy D., Gnanasambandam A., Slater A. T., Rosewarne G. M., Kaur S. Breeding for boron tolerance in lentil (Lens culinaris Medik.) using a high-throughput phenotypic assay and molecular markers // Plant Breeding. 2018. Vol. 137, Р. 492–501. DOI: 10.1111/pbr.12608Rodda M. S., Sudheesh S., Javid M., Noy D., Gnanasambandam A., Slater A. T., Rosewarne G. M., Kaur S. Breeding for boron tolerance in lentil (Lens culinaris Medik.) using a high-throughput phenotypic assay and molecular markers // Plant Breeding. 2018. Vol. 137, Р. 492–501. DOI: 10.1111/pbr.12608Sharpe A. G., Ramsay L., Sanderson LA., Fedoruk M. J., Clarke W. E., Li R., Kagale S., Vijayan P., Vandenberg A., Bett K. E. Ancient orphan crop joins modern era: gene-based SNP discovery and mapping in lentil // BMC Genomics. 2013. Vol. 14(1, P. 1–13. DOI: 10.1186/1471-2164-14-192Sharpe A. G., Ramsay L., Sanderson LA., Fedoruk M. J., Clarke W. E., Li R., Kagale S., Vijayan P., Vandenberg A., Bett K. E. Ancient orphan crop joins modern era: gene-based SNP discovery and mapping in lentil // BMC Genomics. 2013. Vol. 14(1). P. 1–13. DOI: 10.1186/1471-2164-14-192Wang D., Li N., Wang X., Zhang X., Li R., Pu Y., Li Z., Tian Q., Ding H., Yang T., Liu R., Li G., Huang Y., Ji Y., Zong X., Sarker A. RNA-Seq analysis and development of SSR and KASP markers in lentil (Lens culinaris Medikus subsp. culinaris) // The Crop Journal. 2020. Vol. 8(6), P. 953–965. DOI: 10.1016/j.cj.2020.04.007Wang D., Li N., Wang X., Zhang X., Li R., Pu Y., Li Z., Tian Q., Ding H., Yang T., Liu R., Li G., Huang Y., Ji Y., Zong X., Sarker A. RNA-Seq analysis and development of SSR and KASP markers in lentil (Lens culinaris Medikus subsp. culinaris) // The Crop Journal. 2020. Vol. 8(6), P. 953–965. DOI: 10.1016/j.cj.2020.04.007

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