Application of modern methods for the evaluation of fruit and berry breeding material
Abstract
Biochemical methods were used to evaluate plum and raspberry samples in order to identify correlations between the content of biologically active compounds and the level of adaptability. The study was conducted in 2022–2024 at the Laboratory of Analytical Biochemistry and Physiology of Agricultural Plants of the Federal Research Center for Horticulture. The objects of research included vegetative and generative organs of European plum (Prunus domestica L.), blackthorn (Prunus spinosa L.), and red raspberry (Rubus idaeus L.). It was found that increased levels of photosynthetic pigments and calcium in plum cutting bark may serve as marker traits for high winter hardiness of a genotype. The presence of antimicrobial compounds and elevated accumulation of magnesium, sulfur, calcium, and zinc in the cuticular wax of fruits may serve as biochemical markers of resistance to Monilia fructigena with a probability of up to 39 %. A strong negative correlation (r = –0.94) was identified between the degree of winter damage and the accumulation of phenolic compounds in raspberry shoots, and a moderate positive correlation with the content of the aldehyde 2-heptanal (r = 0.55). The results support the feasibility of selecting genotypes for adaptability at early stages of ontogenesis.
About the Authors
M. A. Podgayetsky
ФГБНУ «Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства»
Russian Federation
Russian Federation
S. N. Evdokimenko
ФГБНУ «Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства»
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Strategies for accelerating genetic gains in crop plants: special focus on speed breeding / S. Gudi, P. Kumar, S. Singh [et al.] // Physiology and Molecular Biology of Plants. – 2022. – № 28. – Р. 1921–1938. – DOI: 10.1007/s12298-022-01247-8.
2. Алибеков, Т. Б. Этапы селекционного процесса плодовых культур / Т. Б. Алибеков // Проблемы развития АПК региона. – 2019. – № 2 (38). – С. 7–9.
3. Длительность селекционного процесса у яблони и пути его сокращения / Е. Н. Седов, С. А. Корнеева, Т. В. Янчук, З. М. Серова // Садоводство и виноградарство. – 2019. – № 4. – С. 5–9. – DOI: 10.31676/0235-2591-2019-4-5-9.
4. Conventional and molecular techniques from simple breeding to speed breeding in crop plants: recent advances and future outlook / S. Ahmar, R. A. Gill, K.-H. Jung [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. – 2020. – № 21 (7). – Р. 2590. – DOI: 10.3390/ijms21072590.
5. Impact of climate change and adaptation strategies for fruit crops / T. Sarkar, A. Roy, S. M. Choudhary, S. K. Sarkar // India: Climate Change Impacts, Mitigation and Adaptation in Developing Countries / ed.: Md. Nazrul Islam, A. van Amstel. – Cham, 2021. – P. 79–98. – DOI: 10.1007/978-3-030-67865-4_4.
6. Rane, P. Accelerated breeding cycles in perennial fruit crops: conventional methods and biotechnological advances / P. Rane, J. Prakash, A. Singh // The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2025. – P. 1–18. – DOI: 10.1080/14620316.2025.2462664.
7. Begna, Т. Speed breeding to accelerate crop improvement / T. Begna // International Journal of Agricultural Science and Food Technology. – 2022. – № 8 (2). – Р. 178–186. – DOI: 10.17352/2455-815X.000161.
8. Селекция черной смородины: методы, достижения, направления : моногр. / С. Д. Князев, Н. С. Левгерова, М. А. Макаркина [и др.]. – Орел : ВНИИСПК, 2016. – 328 с.
9. Khan, A. Breeding and genetics of disease resistance in temperate fruit trees: challenges and new opportunities / A. Khan, S. S. Korban // Theoretical and Applied Genetics. – 2022. – № 135. – Р. 3961–3985. – DOI: 10.1007/s00122-022-04093-0.
10. Treutter, D. Managing phenol contents in crop plants by phytochemical farming and breeding – visions and constraints / D. Treutter // International Journal of Molecular Sciences. – 2010. – № 11 (3). – Р. 807–857. – DOI: 10.3390/ijms11030807.
11. Определение устойчивости плодовых и ягодных культур к стрессорам холодного времени года в полевых и контролируемых условиях / М. М. Тюрина, Г. А. Гоголева, Н. В. Ефимова [и др.] // Методические указания. – М., 2002. – 120 с.
12. Лебедев, А. Т. Масс-спектрометрия в органической химии / А. Т. Лебедев. – М. : ТЕХНОСФЕРА, 2015. – 204 с.
13. Третьяков, Н. Н. Практикум по физиологии растений / Н. Н. Третьяков, Л. А. Паничкин, М. Н. Кондратьев. – М. : Колос, 2003. – 288 с.
14. Мотылева, С. М. Методические рекомендации по выполнению анализа зольных элементов и минеральных включений в органах растений методом энергодисперсионной спектрометрии на аналитическим РЭМ-М / С. М. Мотылева ; ФГБНУ ВСТИСП. – Саратов : Амирит, 2018. – 40 с.
15. Антиоксидантный статус растений как инструмент исследования их устойчивости к антропогенному воздействию / Н. В. Гончарова, Ю. В. Жильцова, В. Ф. Ковалёв, С. С. Позняк // Журнал Белорусского государственного университета. Экология. – 2018. – С. 21–33.
16. Sinha, S. The omics of cold stress responses in plants / S. Sinha // Elucidation of abiotic stress signaling in plants / ed. G. K. Pandey. – New York, 2015. – P. 143–194.
17. Есмаганбетов, Е. С. Роль калия в земледелии / Е. С. Есмаганбетов, И. Ж. Мукан, Ю. Е. Ткаченко // Человеческий капитал как фактор инновационного развития общества : сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. – Уфа, 2022. – С. 50–52.
18. Механизм функционирования кальциевой сигнальной системы у растений при действии теплового стресса. Роль митохондрий в этом процессе / Е. Г. Рихванов, И. В. Федосеева, Д. В. Пятрикас [и др.] // Физиология растений. – 2014. – Т. 61, № 2. – С. 155–155.
19. Химические элементы плодов голубики (Vaccinium uliginosum L.) семейства вересковые (Ericaceae Juss.) / А. И. Попов, С. Н. Кравченко, Ю. Н. Дементьев, А. Г. Кожура // СибСкрипт. – 2014. – Т. 1, № 2 (58). – С. 22–29.
20. Authentication of ‘Adelita’ raspberry cultivar based on physical properties / A. Valdés García, S. E. Maestre Pérez, M. Butsko [et al.] // Antioxidant Activity and Volatile Profile. Antioxidants. – 2020. – № 9 (7). – Р. 593. – DOI: 10.3390/antiox9070593.
Review
For citations:
Podgayetsky M.A., Evdokimenko S.N. Application of modern methods for the evaluation of fruit and berry breeding material. Fruit Growing. 2025;37:188-196. (In Russ.)
Views:
20
Email this article 