Анализ жирнокислотного состава и генетических взаимосвязей сортов и элитных форм ореха грецкого из генофонда СКФНЦСВВ для повышения эффективности селекции на биологическую ценность плодов

В работе представлены результаты изучения жирнокислотного состава плодов у 23 сортов и элитных форм ореха грецкого из генофонда ФГБНУ СКФНЦСВВ, а также их генетических взаимосвязей на основе микросателлитного генотипирования. Определяли общее содержание жиров в плодах, содержание отдельных полиненасыщенных, мононенасыщенных и насыщенных жирных кислот. Для анализа генетического разнообразия использовали десять микросателлитных ДНК-маркеров. Установлено, что показатель общего содержания жиров в ядре плодов (масличность) варьирует в пределах 67,54-77,85 %. Наиболее высокомасличными (>75 %) являются сорт ‘Родина’ и элитные формы ‘Славянин’, ‘Щедрый’, ‘Сатурн’, ‘Венгерский’, ‘Изящный’ и ‘Конкистадор’ (около 75 %). По содержанию полиненасыщенных жирных кислот в масле выделились сорт ‘Пелан’ (79,72 %), элитные формы ‘Славянин’ (75,59 %), ‘Сатурн’ (75,60 %) и ‘Топаз’ (77,46 %). Также ценность по данному признаку представляют сорта ‘Заря Востока’ (73,97 %), ‘Урожайный’ (74,44 %) и ‘Дачный’ (74,78 %) и элитные формы ‘Изящный’ (72,29 %), ‘Масленичный’ (72,47 %), ‘Южанин’ (71,80 %) и ‘Венгерский’ (71,79 %). Образцы ‘Изящный’, ‘Конкистадор’, ‘Дачный’ и ‘Славянин’ обладают наиболее оптимальным соотношением Омега-6 (линолевая кислота)/Омега-3 (альфа-линоленовая кислота) (в пределах 3/1-4/1). Анализ генетического разнообразия установил среднее число аллелей на локус равное 6,700, а среднее число эффективных аллелей на локус – 4,116, что свидетельствует об относительно высоком уровне генетического разнообразия. В соответствии с результатами анализа генетических взаимосвязей изученной выборки, было установлено наличие двух групп наибольшего генетического сходства, что согласуется с происхождением образцов. В выявленных группах наибольшего генетического сходства выделены образцы, обладающие как отдельными хозяйственно-ценными признаками, так и их комплексами. Предложены перспективные для селекционных скрещиваний пары образцов. К наиболее ценным для селекции образцам отнесены ‘Сатурн’, ‘Пелан’, ‘Урожайный’, ‘Заря Востока’ и ‘Щедрый’ (группа № 1), а также ‘Славянин’, ‘Родина’, ‘Дачный’, ‘Изящный’ и ‘Конкистадор’ (группа № 2).

1. Binici H. İ., Şat İ. G., Aoudeh, E. Nutritional composition and health benefits of walnut and its products, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi. 2021;52(2):224-230. DOI: 10.17097/ataunizfd.843028.

2. Yang H., Xiao X., Li J. et al. Chemical compositions of walnut (Juglans Spp.) oil: Combined effects of genetic and climatic factors, Forests. 2022;13(6):962. DOI: 10.3390/f13060962.

3. Hama J. R., Fitzsimmons-Thoss V. Determination of unsaturated fatty acids composition in walnut (Juglans regia L.) oil using NMR spectroscopy, Food Analytical Methods. 2022;15(5):1226-1236. DOI: 10.1007/s12161-021-02203-0.

4. Ada M., Paızıla A., Bilgin Ö. F. et al. Determination of fat, fatty acids and tocopherol content of several Turkish walnut cultivars, International Journal of Agriculture Forestry and Life Sciences. 2021;5(1):94-100.

5. Rezaei A., Arzan, K., Sarikhani S. The assessments of biochemical characteristics for the superior walnut (Juglans regia L.) genotypes, Eur J Hortic Sci. 2023;88(4):1-12. DOI: 10.17660/eJHS.2023/025.

6. Aydın Ç. M., Güven, A. Seed content and its oil composition in walnut cultivated from Tunceli, Türkiye, Cogent Food & Agriculture. 2024;10(1):2297517. DOI: 10.1080/23311932.2023.2297517.

7. Alkan Ş. B., Öksüz A. Comparison of the fatty acid composition of pecan and walnuts from various regions and the development of a rapid analytical method, Food and Health. 2025;11(1):14-26. DOI: 10.3153/FH25002.

8. Kafkas E., Attar S. H., Gundesli M. A. et al. Phenolic and fatty acid profile, and protein content of different walnut cultivars and genotypes (Juglans regia L.) grown in the USA, International Journal of Fruit Science. 2020;20:S1711-S1720. DOI: 10.1080/15538362.2020.1830014.

9. Liu B., Liang J., Zhao D. et al. Morphological and compositional analysis of two walnut (Juglans regia L.) cultivars growing in China, Plant Foods Hum. Nutr. 2020;75:116-123. DOI: 10.1007/s11130-019-00794-y.

10. Mir J. I., Irfan M., Rashid U. et al. Comparative Pomological and Biochemical Characterization of Indigenous Walnut (Juglans regia) Genotypes from Temperate Region, Applied Fruit Science.2025;67:119. DOI: 10.1007/s10341-025-01372-0.

11. Özcan A., Taşcı H., Bükücü Ş.B. et al. Inheritance patterns of pomological traits in walnut hybridization breeding: influence of parental varieties on nut traits, BMC Plant Biol. 2025;25:98. DOI: 10.1186/s12870-025-06124-6.

12. Shah R. A., Bakshi P., Jasrotia A. et al. Morphological to Molecular Markers: Plant Genetic Diversity Studies in Walnut (Juglans regia L.) A Review, Erwerbs-Obstba. 2023;65:1499-1511. DOI: 10.1007/s10341-023-00892-x.

13. Shahi S. R., Qi H. L., Mafakheri M. et al. Unravelling the genetic diversity and population structure of common walnut in the Iranian Plateau, BMC Plant Biol. 2023;23:201. DOI: 10.1186/s12870-023-04190-2.

14. Suprun I., Stepanov I., Anatov D. Analysis of Genetic Diversity and Relationships of Local Walnut Populations in the Western Caspian Region of the North Caucasus, Horticulturae. 2025;11:65. DOI: 10.3390/horticulturae11010065.

15. Ling N. C., Qing G. M., Yong K.C. et al. Identification of major walnut cultivars grown in China based on nut phenotypes and SSR markers, Scientia Horticulturae. 2014;168;240-248. DOI: 10.1016/j.scienta.2014.02.004.

16. Orhan E., Peral E. S., Poljuha D. et al. Genetic diversity detection of seed-propagated walnut (Juglans regia L.) germplasm from Eastern Anatolia using SSR markers, Folia Horticulturae. 2020;32(1):37-46. DOI: 10.2478/fhort-2020-0004.

17. Ефименко С. Г., Ефименко С. К., Усатенко Л. О. Определение содержания масла и основных жирных кислот семян рапса озимого с помощью ИК-спектрометрии, Масличные культуры. 2023;2(194):40-50. DOI: 10.25230/2412-608Х-2023-2-194-40-50.

18. Rogers S. O., Bendich A. J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues, Plant Molecular Biology. 1985;5:69-76. DOI: 10.1007/BF00020088.

19. Dangl G. S., Woeste K., Aradhya M. K., et al. of 14 microsatellite markers for genetic analysis and cultivar identification of walnut, Journal of the American Society for Horticultural Science. 2005;130(3):348-354.

20. Peakall R., Smouse P. E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and researchan update, Bioinformatics. 2012;28:2537-2539. DOI: 10.1093/bio-informatics/bts460.

21. Hammer O., Harper D. A. T., Ryan P. D. PAST: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis, Palaeontologia Electronica. 2001;4(1):1-9.

22. Pritchard J. K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data, Genetics. 2000;155:945-959. DOI: 10.1093/genetics/155.2.945.

23. Earl D. A., von Holdt B. M. Structure harvester: A website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method, Conservation Genetics Resources. 2012;4:359-361. DOI: 10.1007/s12686-011-9548-7.

24. Beyhan O., Ozcan A., Ozcan H. et al. Fat, fatty acids and tocopherol content of several walnut genotypes, Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 2017;45(2):437-441. DOI: 10.15835/nbha45210932.

25. Nogales-Bueno J., Baca-Bocanegra B., Hernández-Hierro J. M., et al. Assessment of total fat and fatty acids in walnuts using near-infrared hyperspectral imaging, Frontiers in Plant Science. 2021;12:729880.

26. Akbari V., Heidari R., Jamei R. Fatty acid compositions and nutritional value of six walnut (Juglans regia L.) cultivars grown in Iran, Advanced Herbal Medicine. 2014;1(1):36-41.

27. Du Junmin C. Y., Chang YueMei C. Y., Liu YingCui L. Y. The analysis of fat characteristics of 12 walnut cultivars in Shanxi Province, Acta Hortic. 2014;1050:285-290. DOI: 10.17660/Acta-Hortic.2014.1050.38.

28. Simopoulos A. P. The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids, Biomed Pharmacother. 2002;56(8):365-379. DOI: 10.1016/s0753-3322(02)00253-6. PMID: 12442909.

29. Savage G. P., Dutta P. C., McNeil D. L. Fatty acid and tocopherol contents and oxidative stability of walnut oils, Journal of the American Oil Chemists’ Society, 1999;76(9):1059-1063. DOI: 10.1007/s11746-999-0204-2.

30. Yildiz E., Pinar H., Uzun A., et al. Identification of genetic diversity among Juglans regia L. genotypes using molecular, morphological, and fatty acid data Genetic Resources and Crop Evolution. 2021;68:1425-1437.

31. Bozhuyuk M. R., Ercisli S., Orhan E., Koc A. Determination of the genetic diversity of walnut (Juglans regia L.) cultivar candidates from northeastern turkey using SSR markers, Mittei-lungen Klosterneuburg. 2020;70:269-277.

32. Cseke K., Bujdosó G., Báder M. et al. Genetic Identification of Hybrid Walnuts (Juglans × intermedia Carr.) in Hungary, the Hidden Potential for Future Breeding, Sustainability. 2022;14:4782. DOI: 10.3390/su14084782.

33. Ebrahimi A., Zarei A., Lawson S., Woeste K. E., Smulders M. J. M. Genetic diversity and genetic structure of Persian walnut (Juglans regia) accessions from 14 European, African, and Asian countries using SSR markers, Tree Genetics & Genomes. 2016;12:114. DOI: 10.1007/s11295-016-1075-y.

34. Vischi M., Chiabà C., Raranciuc S., et al. Genetic Diversity of Walnut (Juglans Regia L.) in the Eastern Italian Alps, Forests 2017;8:81.

35. Feng X., Zhou H., Zulfiqar S., et al. The Phytogeographic History of Common Walnut in China, Frontiers in Plant Science.2018;9:1399.