Bulletin of Nizhnevartovsk State University Bulletin of Nizhnevartovsk State University Вестник Нижневартовского государственного университета 2311-1402 2686-8784 119660 10.36906/2311-4444/26-2/09 Экология растений Plant Ecology Экология растений ECOLOGICAL-GENETIC ANALYSIS OF SECALE CEREALE L. CULTIVARS GROWN IN CIS-URALS ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОРТОВ SECALE CEREALE L., ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ В ПРЕДУРАЛЬЕ https://orcid.org/0000-0003-4241-4482 Печенкина Виктория Андреевна Pechenkina Viktoriya A. p_viktoria2@mail.ru

аспирант биологических наук;

graduate student of sciences in biology;

 Пермский государственный национальный исследовательскый университет Perm State University Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) Пермь Россия Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) Пермь Russian Federation 25 06 2026 25 06 2026 2 98 108 07 04 2026 08 06 2026 https://vestnik.nvsu.ru/en/nauka/article/119660/view

В работе представлен эколого-генетический анализ зараженности сортов озимой ржи (Secale cereale L.), возделываемых в условиях Предуралья, вирусами желтой карликовости ячменя (BYDV) и полосатой мозаики пшеницы (WSMV). Актуальность исследования обусловлена возрастающей ролью вирусных инфекций в снижении продуктивности зерновых культур, а также необходимостью выявления устойчивых генотипов в условиях изменяющегося климата при одновременном усилении фитосанитарной нагрузки на агроценозы. Цель работы – изучение зараженности вирусами желтой карликовости ячменя (BYDV) и полосатой мозаики пшеницы (WSMV) посевов озимой ржи в Предуралье. Для достижения поставленной цели использован метод обратной транскрипции с последующей полимеразной цепной реакцией в реальном времени (ОТ-ПЦР-РВ). Объектами исследования служили 8 сортов отечественной селекции, выращиваемые на территории Предуралья. Установлено, что вирус BYDV является доминирующим патогеном и выявляется у большинства исследованных сортов, тогда как WSMV характеризуется более низкой встречаемостью. Выявлены значительные различия между сортами по степени зараженности, что косвенно свидетельствует о генетически обусловленной устойчивости. Отдельные сорта продемонстрировали пониженную восприимчивость, что позволяет рассматривать их как перспективный исходный материал для дальнейшей селекции. Научная новизна работы заключается в получении новых данных о распространенности вирусных инфекций ржи в условиях Предуралья с использованием высокочувствительных методов диагностики. Практическая значимость результатов исследований заключается в возможности использования результатов при разработке мероприятий по фитосанитарному мониторингу и подбору устойчивых сортов. Перспективы дальнейших исследований связаны с расширением спектра анализируемых патогенов и изучением молекулярных механизмов устойчивости растений.

Ecological and genetic analysis of winter rye (Secale cereale L.) cultivars cultivated in the Cis-Ural region for infection with barley yellow dwarf virus (BYDV) and wheat streak mosaic virus (WSMV) is presented in this study. The relevance of this research stems from the growing impact of viral infections on grain crop productivity and the need to identify resistant genotypes in the context of climate change and increasing phytosanitary pressure on agrocenoses. The aim of this work was to assess the prevalence of Barley yellow dwarf virus (BYDV) and Wheat streak mosaic virus (WSMV) in winter rye crops in the Cis-Urals region. To achieve this, we used reverse transcription followed by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR). The objects of study comprised eight domestically bred cultivars grown in the Cis-Ural region. It was established that BYDV is the dominant pathogen, detected in the majority of the studied cultivars, whereas WSMV exhibits a lower incidence rate. Significant inter-cultivar differences in infection rates were revealed, indirectly indicating genetically determined resistance. Certain cultivars demonstrated reduced susceptibility, positioning them as promising source material for further breeding. The scientific novelty of the work lies in obtaining new data on the prevalence of viral infections in rye within the Cis-Ural region using highly sensitive diagnostic methods. Practical significance of the research is attributed to the potential application of the results in developing phytosanitary monitoring strategies and selecting resistant cultivars. Future research prospects involve expanding the range of analyzed pathogens and investigating the molecular mechanisms of plant resistance.

 озимая рожь Secale cereale L. вирусные болезни растений BYDV WSMV ПЦР в реальном времени устойчивость сортов фитосанитарный мониторинг winter rye Secale cereale L. plant viral diseases BYDV WSMV real-time PCR cultivar resistance phytosanitary monitoring Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук (тема No 122032200247-7). The research was carried out under the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (theme No. 122032200247-7).

Артемьева Т.А., Карпухин М.Ю. Сравнение методов ИФА и ПЦР анализа при определении вирусной патологии у растений картофеля // Молодежь и наука. 2019. № 78. С. 35. Artemyeva, T.A., & Karpukhin, M.Yu. (2019). Comparison of ELISA and PCR analysis methods for detecting viral pathology in potato plants. Youth and Science. (78). 35. (in Russ.) Баталова Г.А. Селекция зерновых культур на иммунитет на северо-востоке Европейской территории России // Зерновое хозяйство России. 2017. № 3(51). С. 8-11. Batalova, G.A. (2017). Breeding of grain crops for immunity in the northeast of the European territory of Russia. Grain Economy of Russia. 3(51). 8-11. (in Russ.) Богоутдинов Д.З., Кастальева Т.Б., Гирсова Н.В. Вирусные заболевания зерновых культур в Самарской области //Вестник Оренбургского государственного университета. 2017. №. 4 (204). С. 46-52. Bogoutdinov, D Z., Kastaleva, T.B., & Girsova, N.V. (2017). Viral diseases of grain crops in Samara Oblast: Bulletin of Orenburg State University. 4(204). 46-52. (in Russ.) Кибкало И.А., Сафонова И.В. Изучение современных сортов озимой ржи по технологическим свойствам зерна // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2026. № 187(1). С. 98-110. Kibkalo, I.A., & Safonova, I.V. (2026). Study of modern winter rye varieties for grain technological properties. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 187(1). 98-110. (in Russ.) Нечаева Ю.С., Бельтюкова Н.Н., Пришнивская Я.В., Тайман К.E. Оптимизация методик выделения ДНК некоторых хвойных видов растений Пермского края // Материалы международной конференции «Синтез знаний в естественных науках: Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование». Пермь, 2011. С. 278-282. Nechaeva, Yu.S., Beltyukova, N.N., Prishnivskaya, Ya.V., & Taiman, K.E. (2011). Optimization of DNA extraction methods for some coniferous plant species of Perm Krai. In Proceedings of the international conference “Synthesis of knowledge in natural sciences: The Mine of the Future: projects, technologies, equipment”. 278-282. (in Russ.) Овеснов С.А. Конспект флоры Пермской области. Пермский областной комитет по охране природы. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 1997. 252 с. Ovesnov, S.A. (1997). Synopsis of the flora of Perm Oblast. Perm: Perm State National Research University. 252. (in Russ.) Парфенова Е.С., Псарева Е.А. Адаптивность сортов озимой ржи по урожайности в условиях Кировской области // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2024. Т. 25. № 4. С. 561-570. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2024.25.4.561-570 Parfenova, E.S., & Psareva, E.A. (2024). Adaptability of winter rye varieties for grain yield in the conditions of Kirov Oblast. Agricultural Science of Euro-North-East. 25(4). 561-570. (in Russ.) https://doi.org/10.30766/2072-9081.2024.25.4.561–570 Приходько Ю.Н., Живаева Т.С., Лозовая Е.Н., Башкирова И.Г., Каримова Е.В., Калашников А.А., Шнейдер Ю.А. Вирус полосатой мозаики пшеницы (Tritimovirus tritici) - распространенность на пшенице в Российской Федерации и генетические особенности выявленных изолятов // Зерновое хозяйство России. 2025. Т. 17, № 2. С. 94-102. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2025-97-2-94-102 Prikhodko, Yu.N., Zhivaeva, T.S., Lozovaya, E.N., Bashkirova, I.G., Karimova, E.V., Kalashnikov, A.A., & Shneyder, Yu.A. (2025). Wheat streak mosaic virus (Tritimovirus tritici) – prevalence on wheat in the Russian Federation and genetic characteristics of the revealed isolates. Grain Economy of Russia. 17(2). 94-102. (in Russ.). https://doi.org/10.31367/2079-8725-2025-97-2-94-102 Рыбась И.А. Повышение адаптивности в селекции зерновых культур //Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51, № 5. С. 617-626. Rybas, I.A. (2016). Increasing adaptability in grain crop breeding: Agricultural Biology. 51(5). 617-626. (in Russ.) Чугаева В.В., Будько А.С., Карпович О.Н. Хозяйственная и биологическая характеристика нового сорта озимой тетраплоидной ржи залесная // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2025. №. 2. С. 47-50. Chugaeva, V.V., Budko, A.S., & Karpovich, O.N. (2025). Economic and biological characteristics of a new winter tetraploid rye variety Zalesnaya. Bulletin of the Belarusian State Agricultural Academy. (2). 47-50. (in Russ.) Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М., Уткина Е.И. Иммунологическая характеристика сортов озимой ржи // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. № 4. С. 30-35. Sheshegova, T.K., Shchekleina, L.M., & Utkina, E.I. (2018). Immunological characterization of winter rye varieties. Agricultural Science of Euro-North-East. (4). 30-35. (in Russ.) Яркова Т.М., Машкин В.С. Анализ и повышение эффективности производства зерна озимой ржи в Пермском крае // Научный аспект. 2023. Т. 9. № 12. С. 1050-1055. Yarkova, T.M., & Mashkin, V.S. (2023). Analysis and improvement of winter rye grain production efficiency in the Perm region. Scientific aspect. 9(12). 1050-1055. (in Russ.) Devi B.M., Guruprasath S., Balu P., Chattopadhyay A., Thilagar S.S., Dhanabalan K.V., Choudhary M., Moparthi S., Jailani A.A.K. Dissecting Diagnostic and Management Strategies for Plant Viral Diseases: What Next?. Agriculture. 2024. 14. 284. https://doi.org/10.1007/s00284-025-04280-4 Devi, B.M., Guruprasath, S., Balu, P., Chattopadhyay, A., Thilagar, S.S., Dhanabalan, K.V., Choudhary, M.. Moparthi, S.. Jailani, A.A.K. (2024) Dissecting Diagnostic and Management Strategies for Plant Viral Diseases. What Next?: Agriculture. 14(2). 284. https://doi.org/10.1007/s00284-025-04280-4 Hafeez A., Ali B., Javed M. A., Saleem A., Fatima M., Fathi A., ... Soudy F. A. Plant breeding for harmony between sustainable agriculture, the environment, and global food security: an era of genomics‐assisted breeding //Planta. 2023. Т. 258. №. 5. С. 97. https://doi.org/10.1007/s00425-023-04252-7 Hafeez, A., Ali, B., Javed, M.A., Saleem, A., Fatima, M., Fathi, A., ... & Soudy, F.A. (2023). Plant breeding for harmony between sustainable agriculture, the environment, and global food security: an era of genomics‐assisted breeding. Planta. 258(5). 97. https://doi.org/10.1007/s00425-023-04252-7 Khorina N.A., Lopatkin A.A., Zhivaeva T.S., Prikhodko Y.N., Shneyder Y.A. Barley stripe mosaic virus–a serious pathogen affecting the export potential of the Russian Federation // Plant H. Quar. 2023. Т. 1. С. 32-46. Khorina, N.A., Lopatkin, A.A., Zhivaeva, T.S., Prikhodko, Y.N., & Shneyder, Y.A. (2023). Barley stripe mosaic virus–a serious pathogen affecting the export potential of the Russian Federation. Plant H. 1. 32-46. Kim N.K. Lee H.J., Kim S.M., Jeong R.D. Incidence and distribution of Barley yellow dwarf virus infecting oats in Korea // Research in Plant Disease. 2022. Т. 28. №. 1. С. 32-38. https://doi.org/10.5423/RPD.2022.28.1.32 Kim, N.K., Lee, H.J., Kim, S.M., & Jeong, R.D. (2022). Incidence and distribution of Barley yellow dwarf virus infecting oats in Korea. Research in Plant Disease. 28(1). 32-38. https://doi.org/10.5423/RPD.2022.28.1.32 Pomortsev A.V., Dorofeev N.V., Zorina S.Y., Katysheva N.B., Sokolova L.G., Zhuravkova A. S., Mikhailova E. V. Evaluation of population and hybrid varieties of winter rye in the conditions of Eastern Siberia // Agronomy. 2023. Т. 13. №. 5. С. 1431. https://doi.org/10.3390/agronomy13051431 Pomortsev, A.V., Dorofeev, N.V., Zorina, S.Y., Katysheva, N.B., Sokolova, L.G., Zhuravkova, A.S., & Mikhailova, E.V. (2023). Evaluation of population and hybrid varieties of winter rye in the conditions of Eastern Siberia. Agronomy. 13(5). 1431. https://doi.org/10.3390/agronomy13051431 Pozhylov I., Snihur H., Shevchenko T., Budzanivska I., Liu W., Wang X., Shevchenko O. Occurrence and characterization of wheat streak mosaic virus found in mono-and mixed infection with high plains wheat mosaic virus in winter wheat in Ukraine // Viruses. 2022. Т. 14. №. 6. С. 1220. https://doi.org/10.3390/v14061220 Pozhylov, I., Snihur, H., Shevchenko, T., Budzanivska, I., Liu, W., Wang, X., & Shevchenko, O. (2022). Occurrence and characterization of wheat streak mosaic virus found in mono-and mixed infection with high plains wheat mosaic virus in winter wheat in Ukraine. Viruses. 14(6). 1220. https://doi.org/10.3390/v14061220 Rogers S.O., Bendich A.J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues // Plant Molecular Biology. 1985. V. 1. № 19. P. 69-76. Rogers, S.O., & Bendich, A.J. (1985). Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues. Plant molecular biology. 5(2). 69-76. Roy S.D., Ramasamy S., Obbineni J.M. An evaluation of nucleic acid-based molecular methods for the detection of plant viruses: a systematic review // VirusDisease. 2024. Т. 35. № 2. С. 357-376. https://doi.org/10.1007/s13337-024-00863-0 Roy, S.D., Ramasamy, S., & Obbineni, J.M. (2024). An evaluation of nucleic acid-based molecular methods for the detection of plant viruses: a systematic review. Virus Disease. 35(2). 357-376. https://doi.org/10.1007/s13337-024-00863-0 Tanu, Singh V.K., Pandey A., Gahlaut V., Kumar A. Viral Challenges in Wheat: Comprehensive Diagnosis and Innovative Management Approaches // Current Microbiology. 2025. Т. 82. № 7. С. 294. https://doi.org/10.1007/s00284-025-04280-4 Tanu, Singh, V.K., Pandey, A., Gahlaut, V., & Kumar, A. (2025). Viral Challenges in Wheat: Comprehensive Diagnosis and Innovative Management Approaches. Current Microbiology. 82(7). 294. https://doi.org/10.1007/s00284-025-04280-4 Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в Пермском крае в 2023 г. Федеральное бюджетное учреждение «Россельхозцентр». URL: https://clck.ru/3UDXuR (дата обращения: 02.03.2026). Review of the phytosanitary condition of agricultural crops in the Perm Territory in 2023 // Federal State Budgetary Institution “Russian Agricultural Center” (FSBI “Rosselkhoztsentr”). URL: https://clck.ru/3UDXuR (reference’s date: 02.03.2026). Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в Пермском крае в 2024 г. Федеральное бюджетное учреждение «Россельхозцентр». URL: https://clck.ru/3UDXto (дата обращения: 02.03.2026). Review of the phytosanitary condition of agricultural crops in the Perm Territory in 2024 //Federal State Budgetary Institution “Russian Agricultural Center” (FSBI “Rosselkhoztsentr”). URL: https://clck.ru/3UDXto (reference’s date: 02.03.2026). Почвенная карта РФ. URL: https://soil-db.ru/map (дата обращения: 29.03.2026). Soil map of the Russian Federation. URL: https://soil-db.ru/map (accessed: 29.03.2026)