Variability in the productivity of peanut accessions (Arachis hypogaea L.) at ecological-geographical testing

Abstract

BACKGROUND: Russia is one of the largest peanut-buying countries. At the same time, in the south of the country, a number of zones meet the requirements for the cultivation of peanuts.

AIM: Identification of a new source material for peanut breeding by the method of ecological and geographical testing of collection samples.

MATERIALS AND METHODS: The work used 30 of peanuts accessions from the VIR collection of various origins. To assess the stability of productivity, standard deviation (s), coefficient of variation (C_v) and regression (β_i) for environmental conditions according to Eberhart and Russell were used.

RESULTS: As a result of the study, the possibility of growing individual varieties of peanuts in the south of the RF under modern conditions was confirmed. It was determined that some samples are more productive and suitable as starting material for the conditions of the Krasnodar Territory (k-283, k-1157), others — for the conditions of the Astrakhan region (k-317, k-868). The accessions of the VIR collection were found to be more productive at 2 points experience, also marked as plasticity k-751, k-283, k-626, k-1533, k-1987.

CONCLUSIONS: In contrasting conditions (two geographical points for 3 years of study), peanuts accessions were identified that strongly react to changes in environmental conditions. Stable and plastic in productivity accessions can serve as the initial breeding material. It has been established that peanuts can be cultivated in the south of the Russian Federation, namely in the Astrakhan Region and the Krasnodar Territory.

Keywords

Arachis hypogaea L. / maturation of beans / variation / stability / starting material for selection

References

[1] Vavilov NI. The new systematics of cultivated plants. Oxford: The Clarendon Press, 1940. P. 549–566.

[2] Vavilov N.I. The new systematics of cultivated plants. Oxford: The Clarendon Press, 1940. P. 549–566.

[3] Anashchenko AV, Rostova NS, Gavrilova VA, et al. Eco-geographical variability of rape and turnip rape. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 1991;144:112–128. (In Russ.)

[4] Анащенко А.В., Ростова Н.С., Гаврилова В.А., и др. Эколого-географическая изменчивость признаков у сортов рапса и сурепицы // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1991. Т. 144. С. 112–128.

[5] Seferova IV, Vishnyakova MA. Soybean genpool from VIR collection for the promotion of agronomical area of the crop to the North. Legumes and groat crops. 2018;(3):35–41. (In Russ.) DOI: 10.24411/2309-348X-2018-11030

[6] Сеферова И.В., Вишнякова М.А. Генофонд сои из коллекции ВИР для продвижения агрономического ареала культуры к северу // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. Т. 27, № 3. С. 35–41. DOI: 10.24411/2309-348X-2018-11030

[7] Tuz RK, Podolnaya LP, Asfandiyarova MSh, et al. Variability of peanut samples of VNIIMK’s breeding in the conditions of the Astrakhan Region. Maslichnye kul’tury. Nauchno-tekhnicheskii byulleten’ VNIIMK. 2018;(4):64–67. (In Russ.) DOI: 10.25230/2412-608X-2018-3-175-64-67

[8] Туз Р.К., Подольная Л.П., Асфандиярова М.Ш., и др. Изменчивость образцов арахиса селекции ВНИИМК в условиях Астраханской области // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. 2018. № 4. С. 64–67. DOI: 10.25230/2412-608X-2018-3-175-64-67

[9] Settaluri VS, Kandala CVK, Puppala N, Sundaram J. Peanuts and their nutritional aspects — A review. Food Nutr Sci. 2012;12(3):1644–1650. DOI: 10.4236/fns.2012.312215

[10] Settaluri V.S., Kandala C.V.K., Puppala N., Sundaram J. Peanuts and their nutritional aspects — A review // Food Nutr Sci. 2012. Vol. 12, No. 3. P. 1644–1650. DOI: 10.4236/fns.2012.312215

[11] Kishlyan NV, Bemova VD, Matveeva TV, Gavrilova VA. Biological peculiarities and cultivation of groundnut (a review). Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2020;181(1):119–127. (In Russ.) DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-119

[12] Кишлян Н.В., Бемова В.Д., Матвеева Т.В., Гаврилова В.А. Биологические особенности и возделывание арахиса // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020. Т. 181, № 1. C. 119–127. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-119

[13] Aytpaeva AA, Loktionova EG, Puchkov MYu, et al. Mathematical modeling as a basis for programming the harvest of peanuts grown in the structure of grass-rowed cropped rotations of the arid zone. Izvestia of the Lower Volga Agro-University Complex. 2023;(1): 499–508. (In Russ.) DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-55.

[14] Айтпаева А.А., Локтионова Е.Г., Пучков М.Ю., и др. Математическое моделирование как основа программирования урожая арахиса, выращиваемого в структуре травянопропашных севооборотов аридной зоны // Известия НВ АУК. 2023. № 1. С. 499–508. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-55.

[15] Obydalo DI, Ogarkova IA. Arakhis: iz tropikov — v umerennye shiroty. Istoriya nauchnykh issledovanii vo VNIIMK za 90 let. Krasnodar. 2002. P. 88–94. (In Russ.)

[16] Обыдало Д.И., Огаркова И.А. Арахис: из тропиков — в умеренные широты // История научных исследований во ВНИИМК за 90 лет. Краснодар. 2002. С. 88–94.

[17] Seyidaliyev NYa, Namazova RV. Influence of cultivation technologies on structural indicators of peanuts. Bulletin of science and practice. 2022;8(4):184–191. (In Russ.) DOI: 10.33619/2414-2948/77/21

[18] Сейидалиев Н.Я., Намазова Р.В. Влияние технологий возделывания на структурные показатели арахиса // Бюллетень науки и практики. 2022. Т. 8, № 4. С. 184–191. DOI: 10.33619/2414-2948/77/21

[19] Belolyubtsev AI, Sennikov VA. Bioklimaticheskii potentsial ehkosistem: Uchebnoe posobie. Moscow: RGAU-MSKHA Publ., 2012. 160 p. (In Russ.)

[20] Белолюбцев А.И., Сенников В.А. Биоклиматический потенциал экосистем: Учебное пособие. Москва: Изд-во РГАУ-МСХА, 2012. 160 с.

[21] Wei S, Li K, Yang Y, et al. Comprehensive climatic suitability evaluation of peanut in Huang-Huai-Hai region under the background of climate change. Sci Rep. 2020;12:11350. DOI: 10.1038/s41598-022-15465-3

[22] Wei S., Li K., Yang Y., et al. Comprehensive climatic suitability evaluation of peanut in Huang-Huai-Hai region under the background of climate change // Sci Rep. 2020. Vol. 12. ID 11350. DOI: 10.1038/s41598-022-15465-3

[23] Mamedov HI. Izuchenie i ispol’zovanie v selektsii genotipov, obnaruzhennykh v raznykh agroehkologicheskikh raionakh Azerbaidzhana [dissertation abstract]. Baku, 2009. (In Russ.)

[24] Мамедов Х.И. Изучение и использование в селекции генотипов, обнаруженных в разных агроэкологических районах Азербайджана: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Баку, 2009.

[25] Vakhrusheva TE. Izuchenie kollektsii arakhisa (Arachis hipogaea L.). Metodicheskie ukazaniya. Saint Petersburg: VIR, 1995. 42 p. (In Russ.)

[26] Вахрушева Т.Е. Изучение коллекции арахиса (Arachis hipogaea L.). Методические указания. Санкт-Петербург: ВИР, 1995. 42 с.

[27] Gavrilova V, Shelenga T, Porokhovinova E, et al. The diversity of fatty acid composition in traditional and rare oil crops cultivated in Russia. Biol Commun. 2020;65(1):68–81. DOI: 10.21638/spbu03.2020.106

[28] Gavrilova V., Shelenga T., Porokhovinova E., et al. The diversity of fatty acid composition in traditional and rare oil crops cultivated in Russia // Biol Commun. 2020. Vol. 65, No. 1. P. 68–81. DOI: 10.21638/spbu03.2020.106

[29] Kil’chevskii AV, Khotyleva LV. Genotip i sreda v selektsii rastenii. Minsk: Nauka i tekhnika, 1989. 192 p. (In Russ.)

[30] Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Генотип и среда в селекции растений. Минск: Наука и техника, 1989. 192 с.

[31] Ruseeva ZM, Narodetskaya ShSh, Dunaevskii BV, et al editors. Agroklimaticheskie resursy Astrakhanskoi oblasti. Leningrad: Gidrometeoizdat. 1974. 136 p. (In Russ.)

[32] Агроклиматические ресурсы Астраханской области / под ред. З.М. Русеевой, Ш.Ш. Народецкой, Б.В. Дунаевского, и др. Ленинград: Гидрометеоиздат. 1974. 136 с.

[33] Ruseeva ZM, Narodetskaya ShSh, Dunaevskii BV, et al editors. Agroklimaticheskie resursy Krasnodarskogo kraya. Leningrad: Gidrometeoizdat. 1975. 276 p. (In Russ.)

[34] Агроклиматические ресурсы Краснодарского края / под ред. З.М. Русеевой, Ш.Ш. Народецкой, Б.В. Дунаевского, и др. Ленинград: Гидрометеоиздат. 1975. 276 с.

[35] Eberhart SA, Russel WA. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci. 1966;6(1):36–40. DOI: 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x

[36] Eberhart S.A., Russel W.A. Stability parameters for comparing varieties // Crop Sci. 1966. Vol. 6. No. 1. P. 36–40. DOI 10.2135/cropsci1966.0011183X0 00600010011x

[37] Mergalimov DB, Bekenova LV, Shamanin VP. Evaluation of ecological plasticity of the strains and lines of spring barley in north-east Kazakhstan conditions. Modern Problems of Science and Education. 2015;(1–2):287. (In Russ.)

[38] Мергалимов Д.Б., Бекенова Л.В., Шаманин В.П. Оценка экологической пластичности сортов ярового ячменя в условиях северо-востока Казахстана // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1–2. С. 287.

[39] Pakudin VZ. Parametry ehkologicheskoi plastichnosti sortov i gibridov. Teoriya otbora v populyatsiyakh rastenii. Ed. by L.V. Khotylev. Novosibirsk: Nauka. 1976. P. 178–189. (In Russ.)

[40] Пакудин В.З. Параметры экологической пластичности сортов и гибридов. Теория отбора в популяциях растений / под ред. Л.В. Хотылева. Новосибирск: Наука, 1976. С. 178–189.

[41] Malchikov PN, Sidorenko VS, Myasnikova MG, et al. Evaluation of ecological and geographic adaptability experiment genotypes of durum wheat and differentiating ability of environmental conditions (years, points). Legumes and groat crops. 2016;(2):120–126. (In Russ.)

[42] Мальчиков П.Н., Сидоренко В.С., Мясникова М.Г., и др. Оценка в эколого-географическом эксперименте адаптивности генотипов твердой пшеницы и дифференцирующей способности условий среды (годы, пункты) // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 2. С. 120–126.

[43] Loskutov IG, Novikova LY, Kovaleva ON, et al. Ecological-geographic approaches to the study of genetic diversity of barley and oat from the VIR collection. Ecological genetics. 2020;18(1):89–102. (In Russ.) DOI: 10.17816/ecogen16128

[44] Лоскутов И.Г., Новикова Л.Ю., Ковалева О.Н., и др. Эколого-географические подходы к изучению генетического разнообразия ячменя и овса из коллекции ВИР // Экологическая генетика. 2020. Т. 18, № 1. С. 89–102. DOI: 10.17816/ecogen16128

[45] Bilyavska LG, Belyavskiy YV, Diyanova AA. Estimation of environmental stability and plasticity of soybean varieties. Legumes and groat crops. 2018;(4):43–48. (In Russ.) DOI: 10.24411/2309-348Х-2018-11048

[46] Белявская Л.Г., Белявская Ю.В., Диянова А.А. Оценка экологической стабильности и пластичности сортов сои // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. № 4. С. 43–48. DOI: 10.24411/2309-348Х-2018-11048

[47] Biktimirov RА, Nizaeva АА. The estimation of environmental stability and adaptability of the grain sorghum varieties in the Republic of Bashkortostan. Grain Economy of Russia. 2021;1(1):39–43. (In Russ.) DOI: 10.31367/2079-8725-2021-73-1-39-43

[48] Биктимиров Р.А., Низаева А.А. Оценка экологической стабильности и пластичности сортов зернового сорго в условиях Республики Башкортостан // Зерновое хозяйство России. 2021. Т. 1, № 1. С. 39–43. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-73-1-39-43

[49] Eroshenko LM, Romakhin MM, Eroshenko NA, et al. Yield, plasticity, stability and homeostasis of spring barley cultivars in the Non-Black Earth Region. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2022;183(1):38–47. (In Russ.) DOI: 10.30901/2227-8834-2022-1-38-47

[50] Ерошенко Л.М., Ромахин М.М., Ерошенко Н.А., и др. Урожайность, пластичность, стабильность и гомеостатичность сортов ярового ячменя в условиях Нечерноземной зоны // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2022. Т. 183, № 1. С. 38–47. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-1-38-47

Funding

РНФRussian Science Foundation(21-14-00050)

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector