Внутривидовой полиморфизм гуара (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.)

В ВИР имеется значительная коллекция гуара – Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. (Fabaceae). Это однолетник, известный только в культуре; происходит из Индии и Пакистана, используется с древности как кормовое и овощное растение. Последние 50 лет данная культура востребована для получения гуаровой камеди, которую извлекают из эндосперма. При изучении образцов гуара коллекции ВИР в условиях закрытого грунта научно-производственной базы «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР» в 2017–2019 гг. были описаны морфологические признаки и их изменчивость, определена принадлежность образцов к типу использования. Благодаря полученным данным для Государственной комиссии РФ по сортоиспытанию была разработана методика оценки сортов гуара на отличимость, однородность и стабильность. Выяснено, что признаки боба служат критерием определения образца к овощному типу: размеры боба и столбика, наличие или отсутствие опушения. Предложено выделение двух внутривидовых групп в культигене: зернокормовая и овощная группы. Группа зернокормовых образцов из Северо-Западной Индии и Пакистана несёт признаки дикого типа. Овощные сорта обладают комплексом рецессивных признаков. Дополнительно выделяются группа низкорослых американских кормовых сортотипов, желтозёрный пакистанский малостебельный морфотип и австралийский овощной морфотип. Рассматривается версия внутривидовой эволюции культуры.

1. Anderson E. Endosperm mucilages of legumes. Indian English Chemistry. 1949;41:2887-2890. DOI:10.1021/ie50480a056

2. Aswathnarayana Nagesh Kuravadi, Tiwari P., Choudhary M., Tripathi S., Dhugga K., Gill K., Randhawa G. S. Genetic diversity of cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) landraces using RAPD and ISSR markers. International Journal of Advanced Biotechnology and Research. 2013;4(4):460-471.

3. Azeem Ur Rahman Khalid Muhammad, Hussain Akhtar Lal, Minhas Rashid, Jahan Bukhari Shah, Zubair Muhammad, Ahsan Iqbal Muhammad. Screening of guar accessions [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.] for higher yield potential under irrigated conditions. African Journal of Agricultural Research. 2017;12(37):2788-2794. DOI:10.5897/AJAR2017.12498

4. Balakumbahan R., Prabukumar G., Sivakumar V. The Evaluation of Cluster Bean (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub) Genotypes for Fruit and Gum Yield. European Journal of Agriculture and Food Sciences. 2020;2(5):1-4. DOI:10.24018/ejfood.2020.2.5.126

5. Bhatt R.K., Jukanti A.K., Roy M.M. Cluster bean [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.], an important industrial arid legume: a review. Legume Research. 2017;40(2):207-214. DOI:10.18805/lr.v0iOF.11188

6. Бобылев В.С. Тропическое кормопроизводство. Москва: Колос; 1984.

7. Chaudhary B.S, Singh V. P. Extent of outcrossing in guar [Cyamopsis tetragonoloba (L) Taub]. Genetica Agraria. 1986;34:59-62.

8. Chaudhary B.S., Paroda R.S., Solanki K.R. A new crossing technique in cluster bean Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. Current Science. 1974;43:456-459.

9. Chevalier A. Recherches sur les especes du genre Cyamopsis plantes fourrageres pour les pays tropicaux et semi arides. Revue de Botanique Appliquee et d’Agriculture Tropicale. 1939;19:242-249). [in French].

10. Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. WFO: World Flora Online. URL: http://www.worldfloraonline.org/taxon/wfo-0000189996 [accessed 20 January, 2021].

11. Cyamopsis tetragonoloba. JSTOR Global Plants: [database]. URL: https://plants.jstor.org/search?filter=name&so=ps_group_by_genus_species+asc&Query=Cyamopsis+tetragonoloba [accessed January 11, 2020].

12. Дорофеев В.И., Дубенская Г.И., Яковлев Г.П. Ботанический иллюстрированный словарь. Санкт-Петербург; 2019.

13. Дзюбенко Е.А, Мирошниченко Е.В. Гуар (Cyamopsis tetragonolobus (L.) Taub.). Сорт Каспиец. Российская Федерация; патент на селекционное достижение № 10654; 2019.

14. Dzyubenko N.I., Dzyubenko E.A., Potokina E.K, Bulyntsev S.V. Clusterbeans Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. – properties, use, plant genetic resources and expected introduction in Russia (review). Agricultural Biology. 2017;52(6):1116-1128. DOI:10.15389/agrobiology.2017.6.1116rus

15. Дзюбенко Е.А., Дзюбенко Н.И. Новый признак детерминантности стебля гуара Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. В кн.: Идеи Н.И. Вавилова в современном мире: тезисы докладов IV Вавиловской международной конференции. Санкт-Петербург, 20-24 ноября 2017. Санкт-Петербург : ВИР;2017. С.118.

16. Falasca S.L., Miranda C., Pitta-Alvarez C. Modeling an agroclimatic zoning methodology to determine the potential growing areas for Cyamopsis tetragonoloba (cluster bean) in Argentina. Advances in Applied Agricultural Science. 2015;3(1):23-39.

17. Gillett J.B. Indigofera (Microcharis) in tropical Africa: with the related genera Cyamopsis and Rhynchotropis. Kew Bulletin Additional Series. 1958;1:1-166.

18. Методика проведения испытаний на ООС (отличимость, однородность, стабильность) по гуару Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. Разработана ФГБНУ «ФИЦ Институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова». Официальный бюллетень ФГБУ «Государственная комиссии Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений». 2017;10 (230):686-694.

19. Hymowitz T. The Trans-Domestication Concept as Applied to Guar. Economic Botany. 1972;26(1):49-60.

20. Jitender S.K. Pahuja, Naresh Verma, Nabin Bhusal. Genetic variability and heritability for seed yield and water use efficiency related characters in сluster bean [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.]. Forage Research. 2014;39:170-174.

21. Kochhar S.L. Tropical Crops: A Textbook of Economic Botany. (The Macmillan International college edition). London: Scholium International Publisher; 1989.

22. Kumar V., Ram R.B., Rajvanshi S.K., Singh O. Genetic Divergence in Genotypes of Cluster Bean [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.] Under Lucknow Province. International Journal of Pure Applied Bioscience. 2017;5(2):72-76. DOI:10.18782/2320-7051.2820

23. Kumar V., Ram R.B., Ram Kumar Yadav. Genetic Diversity in Cluster Bean [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.] for Morphological Characters. Indian Journal of Science and Technology. 2014;7(8):1144-1148. DOI:10.17485/ijst/2014/v7i8.17

24. Ladinsky G. Seed dispersal in relation to domestication of Middle East legumes. Economic Botany. 1979;33:284-289. DOI:10.1007/BF02858256

25. Manivannan A., Anandakumar C., Ushakumri R., Dahiya G. Genetic diversity of guar genotypes (Cyamopsis teragonoloba (L.) Taub.) based on their agro-morphological traits. Bangladesh Journal of Botany. 2015;44(1):59-65.

26. Morris J.B. Morphological and reproductive characterization of guar (Cyamopsis tetragonoloba) genetic resources regenerated in Georgia, USA. Genetic Resources Crop Evolution. 2010;57(7):985-993. DOI:10.1007/s10722-010-9538-8

27. Mudgil D., Barak S., Khatkar B.S. Guar gum: processing, properties and food applications – a review. Journal of Food Science and Technology. 2014;51(3):409-418. DOI:10.1007/s13197-011-0522-x

28. Мурадов К.М. Опыт интродукции Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. на юге Туркмении. Растительные ресурсы. 1973;9(4):516-523.

29. Pathak R. Clusterbean: Physiology, Genetics and Cultivation, Singapore: Springer; 2015. DOI:10.1007/978-981-287-907-3

30. Pathak R., Singh M., Henry A. Genetic divergence in cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) for seed yield and gum content under rainfed conditions. Indian Journal of Agricultural Science. 2009;79(7):559-561.

31. Pathak R., Singh S.K., Singh M., Henry A. Molecular assessment of genetic diversity in cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba) genotypes. Journal of Genetics. 2010;89(2):243-246.

32. Павлова А.M. Гуар – ценная бобовая культура. Зернобобовые культуры. 1964;10:24-26.

33. Punia A., Yadav R., Arora P., Chaudhury A. Molecular and morpho-physiological characterization of superior cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba) varieties. Journal of Crop Science and Biotechnology. 2009;12:143-148. DOI:10.1007/s12892-009-0106-8

34. Радченко Е.Е., Соколова Д.В. Устойчивость гуара Cyamopsis tetragonolоba (L.) Taub. к вредным организмам (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2018;53(5):897-906. DOI:10.15389/agrobiology.2018.5.897rus

35. Rai S.P., Dharmatti P.R., Shashidhar T.R., Patil R.V., Patil B.R. Genetic variability studies in cluster bean [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.]. Karnataka Journal of Agricultural Science. 2012;25(1):108-111.

36. Shakir M., Sadaqat H.A., Farooq Q., Shabir M., Sodagar A., Nadeem M., Zafar T., Ullah A., Rafiq F., Anwar R., Rizwi A., Amjad S., Sajida A., Iqbal M.A. A Review on Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.): A Cash Crop. International Research Journal of Pharmacy. 2020;11(4):1-7. DOI:10.7897/2230-8407.110433

37. Sortino O., Gresta F. Growth and yield performances of five guar cultivars in a Mediterranean environment. Italian Journal of Agronomy. 2007;4:359-364.

38. Старцев В.И., Ливанская Г.А., Куликов М.А. Перспективы возделывания гуара (Cyamopsis tetragonoloba L.) в России. Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. 2017;24:11-15.

39. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т.1. «Сорта растений» (официальное издание). Москва: ФГБНУ «Росинформагротех»; 2021.

40. Strickland R.W., Ford C.W. Cyamopsis senegalensis: potential new crop source of guaran. The Journal of the Australian Institute of Agricultural Science. 1984;50:47-49.

41. Sultan M., Rabbani M.A., Shinwari Z.K., Masood M.S. Phenotypic divergence in Guar (Cyamopsis tetragonoloba) landrace genotypes of Pakistan. Pakistan Journal of Botany. 2012;44(S11):203-210.

42. Sultan M., Zakir N., Rabbani M.A., Shinwari Z.H., Masood M.S. Genetic diversity of guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) landraces from Pakistan based on RAPD markers. Pakistan Journal of Botany. 2013;45(3):865-870.

43. Teplyakova S.B., Volkov V.A., Dzyubenko E.A., Potokina E.K. Variability of the photoperiod response in guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) genotypes of different geographic origin. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(6):730-737. DOI:10.18699/VJ19.547

44. The Linnean Collections: Psoralea tetragonoloba. The Linnean Society. URL: http://linnean-online.org/9277/ [accessed January 11, 2020].

45. Thombare N., Jha U., Mishra S., Siddiqui M.Z. Guar gum as a promising starting material for diverse applications. International Journal of Biological Macromolecules. 2016;88:361-372. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2016.04.001.

46. Undersander D.J., Putnam D.H., Kaminski A.R., Kelling K.A., Doll J.D., Oplinger E.S. Gunsolus J.L. Guar. Alternative field crop manual. University of Minnesota Extension Service, Center for Alternative Plant and Animal Products: University of Wisconsin Cooperative Extension Service; 1991. URL: https://hort.purdue.edu/newcrop/afcm/guar.html [accessed January 11, 2020].

47. Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции. В кн: Теоретические основы селекции. Т.1. Общая селекция растений. Москва, Ленинград: Сельхозгиз; 1935. С.17-74.

48. Виноградов З.С., Дзюбенко Е.А., Вальяникова Т.И. Гуар (Cyamopsis tetragonolobus (L.) Taub.). Сорт Находка. Российская Федерация; патент на селекционное достижение № 10660; 2019а.

49. Виноградов З.С., Дзюбенко Е.А., Вальяникова Т.И. Гуар (Cyamopsis tetragonolobus (L.) Taub.). Сорт ВИР 1. Российская Федерация; патент на селекционное достижение № 10661; 2019b.

50. Волошин М.И., Лебедь Д.В., Брусенцов А.С. Результаты интродукции нового бобового растения — гуара Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2016;58(1):84-91.

51. Whistler R.L, Hymowitz T. Guar: agronomy, production, industrial use, and nutrition. West Lafayette, Indiana: Purdue University Press; 1979.

52. Wong L.J., Parmar C. Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub. In: Farida Hanum, I., Van der Maesen, L.J.G. (eds.) Plant Resources of South East Asia. No. 11: Auxiliary plants. Leiden, The Netherlands: Backhuys Publisher; 1997. p.109-113.

53. Вульф Е.В., Малеева О.Ф. Мировые ресурсы полезных растений. Ленинград: Наука; 1969.