Труды Кубанского государственного аграрного университета
    

    <<<  Back

    2022, № 99

    UDC: 635.657-152(571.1)
    GSNTI: 68.35.31

    Study of the flowering time and seed size heritage in chickpeas (Cicer arietinum L.) in the conditions of Western Siberia

    Flowering time and seed size are important characteristics for chickpea varieties adaptation. Early flowering and ripening contributes to the adaptation of chickpeas to the conditions of a short frost-free period in the Omsk region. Seed size is an important consumer quality, as well as a significant factor characterizing plant growth parameters. The article presents the results of studying the inheritance of flowering time and seed size in chickpeas in Western Siberia. The experiments were laid on the fields of the training and experimental farm of the Omsk State Agrarian University in the southern forest-steppe zone of the Omsk region in 2016-2018. The object of research was collection chickpeas samples collection obtained from the N.I. Vavilov Federal Research Center of the All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR, St. Petersburg) Kabuli morphotype with a complex of valuable traits: ILC-2394 (Turkey), C-27 (Uzbekistan), C-35 (Krasnodar), C-80 (Azerbaijan) and hybrid populations of the first and second generations obtained with their participation. The results of hybridological analysis were processed using the χ2 criterion for the Mendelian ratio. As a result of the research, it was found that the duration of the period "germination - flowering" of chickpea has a digenic control and is due to two genes with double recessive epistasis (cryptomeria), with late flowering dominating over early. The genetic control of seed size in the studied chickpea hybrid combinations is digenic in nature and is under the control of two main genes with an additive type of action (dominant epistasis and complementarity), where small seeds dominate over large seeds. Effective selection of transgressive forms according to the studied traits (“seedlings-flowering” and weight of 1000 seeds) is possible in all chickpea hybrid combinations. Selection should be carried out starting from F2 and in subsequent generations of hybrids.
    Keywords: Chickpeas, breeding, genetics, inheritance, flowering time, seed size.
    DOI: 10.21515/1999-1703-99-112-120

    References:

    1. Бушулян, О. В. Нут: генетика, селекція, насінництво, технологія вирощування / О. В. Бушулян, В. І. Січкар. - Одеса: СГІ. - 2009. - 246 с.
    2. Вишнякова, М. А. Видовое разнообразие коллекции генетических ресурсов зернобобовых вир и его использование в отечественной селекции (обзор) / М. А. Вишнякова [и др.] // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2019. - № 180 (2). - С. 109-123.
    3. Германцева, Н. И. Результаты и перспективы селекции нута на Краснокутской станции / Н. И. Германцева // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2019. - № 1 (21). - С. 9-14.
    4. Зернобобовые культуры в Западной Сибири (фасоль и бобы овощные, нут): биология, генетика, селекция, использование: монография [Электронный ресурс] / Н. Г. Казыдуб [и др.]. - Электрон. дан. - Омск: ФГБОУ ВО Омский ГАУ. - 2020.
    5. Кузьмина, С. П. Перспективы и результаты изучения коллекции нута в Омском ГАУ / С. П. Кузьмина, Н. Г. Казыдуб, Е. А. Черненко // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2017. - № 178 (1). - С. 48-57.
    6. Кузьмина, С. П. Наследование продолжительности вегетационного периода гибридов нута в условиях южной лесостепи Западной Сибири / С. П. Кузьмина, Н. Г. Казыдуб, В. А. Панченко // Вестник Омского ГАУ. - 2020. - № 1 (37). - С. 43-50.
    7. Погода в Омске [Электронный ресурс] URL: http://www.pogodaiklimat.ru/monitor.php?id=28698&month=10&year (дата обращения: 21.06.2022).
    8. Рожанская, О. А. Получение новых форм нута (Cicer arietinum L.) устойчивых к био- и абиотическим стрессорам, с помощью методов биотехнологии / О. А. Рожанская, Л. Ф. Ашмарина, А. С. Коробейников // Кормопроизводство. - 2017. - № 12. - С. 18-23.
    9. Цыганков, В. И. Изучение и оценка генофонда нута на продуктивность и адаптивность к условиям Западного Казахстана / В. И. Цыганков, С. В. Булынцев, М. Ю. Цыганкова, А. В. Цыганков // Генетичне та сортове різноманіття рослин для покращення якості життя людей. - Київ. - 2016. - С. 110-111.
    10. Anbessa, Y. Inheritance of time to flowering in chickpea in a short-season temperate environments / Y. Anbessa, T. Warkentin, A. Vandenberg, R. Ball //j. Hered. - 2006. - No. 97. - Р. 5-61.
    11. Argikar, G. P. Some qualitative and quantitative observation on the genetic improvement of green seeded strain of Cicer arietinum L. / G. P. Argikar // Indian J. Genet Plant Breed. - 1956. - No. 16. - Р. 52-56.
    12. Berger, J. D. Genotype by environment studies across Australia reveal the importance of phenology for chickpea (Cicer arietinum L.) improvement /j. D. Berger, N. C. Turner // Aust J. Agric. Res. - 2004. - No. 55. - Р. 1071-1084.
    13. Berger, J. D. Genotype by environment studies demonstrate the critical role of phenology in adaptation of chickpea (Cicer arietinum L.) to high and low yielding environments of India /j. D. Berger, M. Ali, P. S. Basu et al. // Field Crops Res. - 2006. - No. 98. - Р. 230-244.
    14. Bonfil, D. J. Respcnse of chickpea to nitrogen and the comparison of the factors affecting chickpea seed yield to those affecting wheat grain yield / D. J. Bonfil, M. J. Pinthus // Exp. Agric. - 1995. - No. 31. - Р. 39-47.
    15. FAOSTAT. [Электронный ресурс]. - URL: http://faostat.fao.org/site. (дата обращения: 21.06.2022).
    16. Gaur, P. M. Breeding achievements / P. M. Gaur, C. L. L. Gowda, E. J. Knights et al. // Chickpea breeding and management. - CAB International, Wallingford. - 2007. - P. 391-416.
    17. Gaur, P. M. Improving drought-avoidance root traits in chickpea (Cicer arietinum L.): current status of research at ICRISAT / P. M. Gaur, L. Krishnamurthy, J. Kashiwagi // Plant Prod. Sci. - 2008. - No. 11. - Р. 3-11.
    18. Gaur, P. M. Allelic relationships of flowering time genes in chickpea / P. M. Gaur, S. Samineni, S. Tripathi, R. K. Varshney, C. L. L. Gowda // Euphytica. - 2015. - No. 203. - Р. 295-308.
    19. Shamanin, V. P. Genotypic and ecological variability of zinc content in the grain of spring bread wheat varieties in the international nursery KASIB / V. P. Shamanin [and etc.] // Vavil. Z. Gen. i Sel. - 2021. - No. 25 (5). - Р. 543-551.
    20. Ghatge, R. D. Inheritance of seed size in chickpea (Cicer arietinum L.) / R. D. Ghatge //j. Soils Crops. - 1993. - No. 3. - Р. 56-59.
    21. Gumber, R. K. Genetics of flowering time in chickpea: a preliminary report / R. K. Gumber, S. Singh // Crop Improv-India. - 1996. - No. 23. - Р. 295-296.
    22. Kumar, S. Inheritance of seed size in chickpea / S. Kumar, O. Singh //j. Genet Breed. - 1995. - No. 49. - Р. 99-104.
    23. Kumar, J. A major gene for time of flowering in chickpea. /j. Kumar, H. A. van Rheenen //j. Hered. - 2000. - No. 91. - Р. 67-68.
    24. Hossain, S. Inheritance of seed size in chickpea (Cicer arietinum L.) and identification of QTL based on 100-seed weight and seed size index / S. Hossain, R. Ford, D. Mcneil, C. Pittock, J. F. Panozzo // Aust. J. Crop. Sci. - 2010. - No. 4. - Р. 126-135.
    25. Hegde, V. S. Genetics of flowering time in chickpea in a semiarid environment / V. S. Hegde // Plant Breed. - 2010. - No. 129. - Р. 683-687.
    26. Malhotra, R. S. Inheritance of seed size in chickpea. / R. S. Malhotra, G. Bejiga, K. B. Singh //j. Genet Breed. - 1997. - No. 51. - Р. 45-50.
    27. Niknejad, M. Inheritance of seed size in chickpeas (Cicer arietinum L.). / M. Niknejad, M. Khoshkhui, S. R. Ghorashy // Crop Sci. - 1971. - No. 11. - Р. 768-769.
    28. Or, E. A major gene for flowering time in chickpea / E. Or, R. Hovav, S. Abbo // Crop Sci. - 1999. - No. 39. - Р. 315-322.
    29. Roberts, E. H. Effects of temperature and photoperiod on flowering in chickpeas (Cicer arietinum L.) / E. H. Roberts, P. Hadley, R. J. Summerfield // Ann Bot. - 1985. - No. 55. - Р. 881-892.
    30. Smithson, J. B. Chickpea (Cicer arietinum L.) In: Summerfield RJ, Roberts EH (eds.) /j. B. Smithson, J. A. Thompson, R. J. Summerfield Chickpea // Grain legume crops. - Collins, London, UK. - 1985. - P. 312-390.
    31. Sundaram, P. Inheritance and relationships of flowering time and seed size in kabuli chickpea / P. Sundaram et al. // Euphytica. - 2019. - No. 144. - https://doi.org/10.1007/s10681-019-2464-8.
    32. Snape, J. W. Waiting for fine times: genetics of flowering time in wheat /j. W. Snape, K. Butterworth, E. Whitechruch, A. J. Worland // Euphytica. - 2001. - No. 119. - Р. 185-190.
    33. Summerfield, R. J. Photothermal regulation of flowering in pea, lentil, faba bean and chickpea. In: Summerfield RJ (ed) World crops: cool season food legumes / R. J. Summerfield, E. H. Roberts // Kluwer Academic Publishers, Dordecht. - 1988. - P. 911-922.
    34. Sokolkova, А. Genomic Analysis of Vavilov’s Historic Chickpea Landraces Reveals Footprints of Environmental and Human Selection / А. Sokolkova, S. Bulyntsev, P. Chang // Int. J. Mol. Sci. - 2020. - No. 21(11). - Р. 3952.
    35. Subbarao, G. V. Strategies for improving drought resistance in grain legumes / G. V. Subbarao, C. Johansen, A. E. Slinkard, R. C. Rao, N. P. Saxena, Y. S. Chauhan // Crit. Rev. Plant. Sci. - 1995. - No. 14. - Р. 469-523.
    36. Upadhyaya, H. D. Two major genes for seed size in chickpea (Cicer arietinum L.) / H. D. Upadhyaya, S. Kumar, C. Gowda, S. Singh // Euphytica. - 2006. - No. 147. - Р. 311-315.
    37. Upadhyaya, H. D. Major genes with additive effects for seed size in kabuli chickpea (Cicer arietinum L.) / H. D. Upadhyaya, S. Sharma, C. L. L. Gowda //j. Genet. - 2011. - No. 90. - Р. 479-482.
    38. Warkentin, T. Breeding chickpea for improved Ascochyta blight resistance and early maturity in western Canada. In: Sharma R. N., Yasin M, Swami S. L., Khan M. A., William A. J. (eds) / T. Warkentin, A. Vandenberg, S. Banniza et al. // Proceedings of international chickpea conference, Indira Gandhi Agricultural University, 20-22 January Raipur. - India. - 2003. - P. 1-4.

    Authors:

    1. Kuzmina Svetlana Petrovna, PhD in Agriculture, associate professor, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Omsk State Agrarian University".
    2. Kazydub Nina Grigorievna, DSc in Agriculture, professor, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Omsk State Agrarian University".
    3. Vlasova Anastasia Andreevna, Bachelor, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Omsk State Agrarian University".

    © 2010-2021 ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»

    Телефон: +7(861)244-32-47.

    Зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия, свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-21434 от 30 июня 2005 г.