Productivity assessment and long-term storage ability of Chinese cabbage CR-hybrids

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Chinese cabbage production has several benefits, including excellent nutritional content and flavor, the potential for two harvests per year, and the long-term storage capacity. There are less than 70 varieties and hybrids of the crop in the State Register, more than 70% of them are susceptible to clubroot (Plasmodiophora brassicae), which destroys up to 60% of the crop. It is necessary to develop productive hybrids of Chinese cabbage with resistance to stressors such as clubroot and suitable for long-term storage.

Purpose. To evaluate the economically valuable characteristics of Chinese cabbage hybrid combinations resistant to clubroot, to select highly productive samples and to estimate the loss cabbage weight after storage.

Materials and methods. Field tests were carried out in the summer-autumn period of 2023. 33 hybrid combinations of Chinese cabbage were used as plant material. The parental DH-lines were selected on infection background for resistance to clubroot and internal necrosis in cabbage heads. After harvesting and evaluation of economic characteristics, the cabbage heads were kept in storage for 124 days with artificial refrigeration. Weight loss and disease damage were then evaluated.

Results. 5 hybrid combinations were identified that exceed the standards in terms of ‘head weight’ by at least 30%. Two of them have shown good potential for long-term storage with minimal weight loss from disease up to 11%. The productive genotype Bi5×P2dg7 with disease resistance during storage and minimal weight loss was separately identified.

Conclusion. 6 genotypes are recommended for extended testing and selection of promising hybrids with a complex of economically valuable traits, including resistance to clubroot. For additional tests on suitability for long-term storage, five hybrid combinations with small weight losses due to diseases of up to 11% are recommended.

About the authors

Anastasiya D. Zastavnyuk

Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy

        

Author for correspondence.
Email: a.zastavnuk@rgau-msha.ru
ORCID iD: 0000-0003-4115-0606
SPIN-code: 3976-0659
ResearcherId: ADP-6159-2022

post-graduate student, Department of Botany, Plant Breeding and Seed Technology

     

Russian Federation, 49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434, Russian Federation

Grigoriy F. Monakhos

Breeding Station named after N.N. Timofeev Ltd.

        

Email: breedst@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6603-6933
SPIN-code: 3741-6845

PhD (Ag), Chief Executive Officer

      

Russian Federation, 5, Pasechnaya Str., Moscow, 127434, Russian Federation

Sokrat G. Monakhos

Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy

        

Email: s.monakhos@rgau-msha.ru
ORCID iD: 0000-0001-9404-8862
SPIN-code: 7130-9663
ResearcherId: L-5962-2013

DSc (Ag), Professor, Head of the Department of Botany, Plant Breeding and Seed Technology

        

Russian Federation, 49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434, Russian Federation

References

  1. Artemyeva, A. M., & Solovieva, A. E. (2018). Genetic diversity and biochemical value of vegetable plants of the genus Brassica L. Bulletin of NSTU. Biology, (4), 50–61. https://doi.org/10.31677/2072-6724-2018-49-4-50-61
  2. Zastavnyuk, A. D., Monakhos, G. F., & Monakhos, S. G. (2023). Creation and evaluation of breeding material for developing F1 hybrids of Chinese cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis) resistant to stress factors. Vegetables of Russia, (4), 13–22. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2023-4-13-22
  3. Zastavnyuk, A. D., Monakhos, G. F., Vishniakova, A. V., Mironov, A. A., & Monakhos, S. G. (2022). Genotyping clubroot resistance and evaluating combining ability in Chinese cabbage. Proceedings of Timiryazev Agricultural Academy, (5), 77–91. https://doi.org/10.26897/0021-342X-2022-5-77-91
  4. Ivanova, M. I., Yanchenko, E. V., Yanchenko, A. V., & Virchenko, I. I. (2021). Quality and optimal shelf life of late-maturing white cabbage. Food Industry Technologies, 51(4), 690–700. http://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-690-700
  5. Monakhos, G. F., & Monakhos, S. G. (2009). Chinese cabbage (Brassica rapa L. Em. Metzg. ssp. pekinensis (Lour.) Hanelt). Biological characteristics, genetics, breeding and seed production. Moscow: Publishing house of RGAA-MSAU.
  6. Monakhos, S. G., Voronina, A. V., Baydina, A. V., & Zubko, O. N. (2019). Breeding for disease resistance as a foundation for pest control in organic farming. Potatoes and Vegetables, (6), 38. https://doi.org/10.25630/PAV.2019.92.83.009
  7. Akpolat, H., & Barringer, S. A. (2015). The effect of pH and temperature on cabbage volatiles during storage. Journal of Food Science, 80(8), S1878–S1884. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12939
  8. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). (2022). Crops and livestock products: Production quantities of cabbage and other brassicas by country. Retrieved July 18, 2022, from https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL/visualize
  9. Kim, S., & Rho, H. Y. (2022). The effects of climate change on heading-type Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis) economic production in South Korea. Agronomy, 12(12), 3172. https://doi.org/10.3390/agronomy12123172
  10. Kramchote, S., Srilaong, V., Wongs-Aree, C., & Kanlayanarat, S. (2012). Low temperature storage maintains postharvest quality of cabbage (Brassica oleraceae var. capitata L.) in supply chain. International Food Research Journal, 19(2), 759–763. Retrieved from http://agris.upm.edu.my:8080/dspace/handle/0/12128
  11. Lee, D. S., et al. (2015). Effect of cold storage on the contents of glucosinolates in Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis). South Indian Journal of Biological Sciences, 1(1), 38–42. https://doi.org/10.22205/sijbs/2015/v1/i1/100441
  12. Li, C. W., et al. (1981). The origin, evolution, taxonomy and hybridization of Chinese cabbage. In Proceedings of the First International Symposium on Chinese Cabbage (pp. 3–10). AVRDC Publication. Retrieved from https://avrdc.org/publications/proceedings-series/
  13. Park, S. H., Cho, H. R., Lee, S. B., Kim, G. K., & Lee, J. S. (2019). Practical cultivation guidelines for kimchi cabbage. Rural Development Administration. Retrieved August 23, 2022, from https://www.nongsaro.go.kr/portal/
  14. Porter, K. L., Klieber, A., & Collins, G. (2003). Chilling injury limits low temperature storage of ‘Yuki’ Chinese cabbage. Postharvest Biology and Technology, 28(1), 153–158. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(02)00144-8
  15. Porter, K. L. (2004). The postharvest physiology of Chinese cabbage cv. 'Yuki'. Doctoral dissertation, University of Adelaide, Australia. Retrieved from https://hdl.handle.net/2440/22065
  16. Qi, X., An, H., Ragsdale, A. P., Hall, T. E., Gutenkunst, R. N., Chris Pires, J., & Barker, M. S. (2017). Genomic inferences of domestication events are corroborated by written records in Brassica rapa. Molecular Ecology, 26(13), 3373–3388. https://doi.org/10.1111/mec.14131
  17. Ren, W., et al. (2020). Utilization of Ogura CMS germplasm with the clubroot resistance gene by fertility restoration and cytoplasm replacement in Brassica oleracea L. Horticulture Research, 7, Article number: 156. https://doi.org/10.1038/s41438-020-0282-8
  18. Studstill, D., Simonne, E., Brecht, J., & Gilreath, P. (2007). Pepper spot (“gomasho”) on napa cabbage. University of Florida, IFAS Extension Fact Sheet HS352. Retrieved from http://edis.ifas.ufl.edu/HS352
  19. Sun, X. X., et al. (2018). Genetic analysis of Chinese cabbage reveals correlation between rosette leaf and leafy head variation. Frontiers in Plant Science, 9, 1455. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01455
  20. Yuan, J., Shen, C., Yuan, R., et al. (2021). Identification of genes related to tipburn resistance in Chinese cabbage and preliminary exploration of its molecular mechanism. BMC Plant Biology, 21, 1–12. https://doi.org/10.1186/s12870-021-03303-z
  21. Yu, Y. J., Zhao, X. Y., & Xu, J. B. (2002). Screening method for resistance to tipburn in Chinese cabbage. In XXVI International Horticultural Congress: Advances in Vegetable Breeding (No. 637, pp. 189–193). https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2004.637.22

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».