
Журнал «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции» был основан в 1908 году. В издании «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции» публикуются на русском и английском языках: обзорные статьи, результаты оригинальных экспериментальных исследований генетических ресурсов растений, протоколы и методы исследований в области ботаники, эволюции, систематики, агробиологии, генетики, физиологии, биохимии, иммунитета, молекулярной биологии, биотехнологии. Отдельные выпуски издания «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции» могут иметь определенную тематическую направленность. Журнал ориентирован на специалистов, ведущих исследования в сфере мобилизации, сохранения, всестороннего изучения и использования растительных ресурсов.
Текущий выпуск
ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ
Актуальность. Алыча приобретает все большую популярность у садоводов-любителей. Растения данной культуры характеризуются такими положительными качествами, как раннее вступление в плодоношение, высокая потенциальная продуктивность, ежегодная закладка генеративных органов. Данная культура позволяет существенно разнообразить ассортимент свежих плодов.
Материал и методы. Целью исследований являлось изучение потребительских качеств 9 сортов алычи отечественной и зарубежной селекции. В качестве контроля использовали районированный в Центрально-Черноземном регионе сорт 'Кубанская Комета'. Взвешивание проводили на лабораторных весах AND EJ-6100. Для анализа накопления растворимых сухих веществ применяли полевой рефрактометр МТ-032АТС. Статистическую обработку данных осуществляли с применением компьютерных программ Microsoft Excel 2007, Statistica 10.
Результаты и заключение. Выделены крупноплодные сорта 'Кубанская Комета’, ' Злато Скифов', 'Сонейка', ' Принцесса' со средней массой более 26 г. Низкая массовая доля косточки в плоде (менее 5%) отмечена у сортов 'Кубанская Комета', 'Злато Скифов', 'Сонейка', 'Принцесса'. Отделяющейся косточкой характеризовался сорт 'Карминная Жукова'. Сильная сочность мякоти отмечена у сортов 'Сонейка', 'Злато Скифов', 'Принцесса', 'Солнечная', 'Ранняя Розовая'. Высокое накопление растворимых сухих веществ (более 14%) выявлено у сорта 'Сонейка'. Темную окраску и привлекательный внешний вид плодов сочетали сорта 'Принцесса', 'Карминная Жукова', 'Кубанская Комета'. Высокими вкусовыми качествами плодов (дегустационная оценка - 4,5 балла) характеризовались сорта 'Кубанская Комета', ' Сонейка'. В Центрально-Черноземном регионе сочетание высоких потребительских качеств плодов отмечено у сортов 'Кубанская Комета', 'Сонейка', 'Злато Скифов', 'Принцесса'.
Базилик тайский (Ocimum basilicum var. thyrsiflora (L.) Benth.) (Lamiaceae) нашел широкое применение благодаря своему химическому составу в парфюмерии, медицине и кулинарии. В данном исследовании изучалось влияние цинка (Zn; 0, 10, 20 мг/кг почвы) и меди (Cu; 0, 5, 10 мг/кг почвы), как по отдельности, так и в комбинации, на рост, урожайность, состав эфирного масла и антимикробные свойства тайского базилика, выращенного во Вьетнаме. Оптимальные параметры растений: увеличение высоты, количества боковых побегов, урожая свежей и сухой зеленой массы, а также выход эфирного масла, были получены при концентрациях Zn 10 мг/кг и Cu 5 мг/кг. Основные компоненты эфирного масла - линалоол (41,64-53,27%) и метилхавикол (22,45-37,56%), максимальные концентрации которых были зафиксированы при тех же дозах цинка и меди. Антимикробные тесты показали высокую активность эфирного масла против Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Candida albicans, с минимальными подавляющими концентрациями (MIC) от 25 до 100 мкг/мл. Однако более высокие уровни Zn и Cu отрицательно сказывались на росте, урожайности и качестве эфирного масла. Исследование подчеркивает важность контроля уровней цинка и меди в почве для оптимизации роста и свойств эфирного масла тайского базилика. Полученные результаты могут быть рекомендованы для повышения сельскохозяйственного производства тайского базилика с учетом повышения как урожайности зеленой массы, так и ее качества.
Актуальность. В работе отражены исследования, показывающие способность водного экстракта из отработанного соломенного субстрата вешенки (далее – «экстракт») регулировать рост и развитие гороха.
Материалы и методы. Опытные семена гороха сорта ‘Альбумен’ замочили в 10и 100-процентном экстракте, а далее культивировали в течение восьми суток на гидропонной среде в соответствующих растворах экстракта и в почве (серая лесная). Контролем служили растения, которые замачивали в водопроводной воде, культивировали на ней (гидропоника) и поливали водой (почва). Эффективность действия экстракта оценивали по ростовым показателям, содержанию фотосинтетических пигментов, экспрессии одного из генов, кодирующих активазу рибулозобисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы (RCA), и двух генов, кодирующих изоамилазу (ISA-1, ISA-2).
Результаты. Показано ингибирование прорастания семян в первые сутки под действием 10и 100-процентного экстракта. В суточных опытных прорастающих семенах отмечалось большее содержание сухого вещества и снижение экспрессии всех генов ISA, что свидетельствует о замедлении инициации прорастания семян. Установлено снижение скорости прорастания у семян, культивируемых с применением 100-процентного экстракта, а у семян, проращиваемых с применением 10-процентного экстракта, данный показатель не отличался от контрольного. Содержание фотосинтетических пигментов в опытных группах растений (100-процентная концентрация экстракта), выращенных на гидропонике, было ниже, а у растений, выращенных в почве, выше, чем у контрольных образцов.
Заключение. Экстракт в обоих дозах подавлял прорастание семян гороха и тормозил рост и развитие проростков при культивировании на гидропонной среде, состоящей из экстракта. Однако было выявлено усиление ростовых процессов и экспрессии исследуемых генов при поливе гороха экстрактом в почвенной среде.
Актуальность. Голозерные формы ячменя представляют практический интерес не только с селекционной точки зрения, но и с производственной. Их зерно характеризуется большей питательной ценностью в сравнении с пленчатыми и меньшей экономической затратностью при послеуборочной обработке. При комплексном изучении исходного материала по важным хозяйственно ценным признакам особая роль отводится анализу не только адаптивности растений, но и их стабильной урожайности.
Материалы и методы. Объектом исследования послужили 60 образцов голозерного ячменя, относящиеся к 15 внутривидовым разновидностям. Изучение проведено в 2020–2022 гг. в полевых условиях Московской области в соответствии с методическими указаниями ВИР и методикой полевого опыта в изложении Б. А. Доспехова. Для оценки адаптивности и стабильности изучаемых генотипов применялись различные статистические методы: КА, ИС, bi, S2dᵢ, θi, θ(i), Wi2, σi2, CV, S(1), S(2), S(3), S(6), NP(1-4), KR.
Результаты и заключение. Среди многорядных образцов относительно высокую урожайность продемонстрировали Местный (к-17948), (к-18071), N167 (к-11070), ‘Омский Голозерный 2’ (2539*) (245,0–308,8 г/м2), среди двурядных образцов – Линия-1289 (к-29336), Ц-99-2837 (к-30796), ‘Омский Голозерный 1’ (2538*) (177,9–269,5 г/м2). Наиболее тесная связь урожайности отмечена с массой зерна с колоса (r = 0,64) и массой зерна с растения (r = 0,58). Достоверная корреляция выявлена между массой 1000 зерен и продуктивной кустистостью (r = 0,67), а также между массой зерна с колоса и массой зерна с растения (r = 0,70). Высокоурожайные образцы голозерного ячменя не отличались высокой стабильностью по годам. Сильная корреляция урожайности отмечена с КА, ИС, и bi ; (r = 0,85–0,93), что позволяет их использовать для отбора генотипов с более равномерным сочетанием урожайности и стабильности. Относительно высокой урожайностью и стабильностью обладали образцы Местный (к-17948) и N167 (к-11070), а также двурядный сорт ‘Омский Голозерный 1’ (2538*).
Актуальность. Разработанные калибровочные модели для экспресс-оценки хозяйственно ценных признаков семян амаранта с помощью спектроскопии в ближней области инфракрасного спектра (БИК) позволяют сохранить ценный селекционный материал и снизить себестоимость анализа.
Материалы и методы. Материалом для изучения послужили 30 образцов семян амаранта (Amaranthus hypochondriacus L., A. cruentus L., A. caudatus L.) из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Биохимические показатели качества и жирнокислотный состав масла изучали с помощью аналитических методов, принятых в ВИР: содержание белка – методом Кьельдаля; масла – методом сухого обезжиренного остатка; влажность – воздушно-тепловым методом; жирнокислотный состав масла – методом газо-жидкостной хроматографии. Калибровочные модели выполнены с использованием программного обеспечения OPUS, разработанного для ИК-анализатора MATRIX-I (Bruker Optics, Германия).
Результаты и заключение. Калибровочные модели, полученные на ИК-анализаторе MATRIX-I с помощью программного обеспечения OPUS LAB для определения содержания белка, влажности, пальмитиновой, олеиновой кислот, позволяют проводить массовый анализ семян амаранта из коллекции ВИР с точностью до 1,5%. Модели, разработанные для количественного определения масла, стеариновой, линолевой и α-линоленовой кислот, нуждаются в доработке. Использование БИК-спектроскопии позволяет ускорить процесс получения данных по основным хозяйственно ценным показателям семян амаранта, сохраняет ценный материал и помогает определить дальнейшее направление селекционной работы.
Актуальность. Кок-сагыз, или русский одуванчик, входит в тройку самых перспективных каучуконосов в мире. В этом исследовании изучалось качество семян кок-сагыза из разных источников со ссылкой на методы, изложенные в Международных правилах тестирования семян.
Материалы и методы. Объектом исследования служили образец кок-сагыза из коллекции ВИР (к-445) и образец американского происхождения. Исследования проводили в 2018–2020 гг. в условиях полевого опыта экспериментальной станции в Харбине (45.592729°с. ш., 126.581668°в. д.).
Результаты. В ходе исследования определили принципы и методы отбора проб, а также провели всестороннюю оценку качества семян кок-сагыза. Анализ чистоты показал, что чистота семян обоих образцов кок-сагыза превышает 80%. Вес 1000 семян равен примерно 0,5 г, определялся с помощью метода 100 семян. Содержание влаги, измеренное методом низкотемпературной сушки, составляет около 5,4%. Время, необходимое для достижения естественной скорости насыщения семян влагой, составило 2,5 ч. Проверка на подлинность показала, что семена кок-сагыза можно отличить от других видов рода Taraxacum по внешним характеристикам. В ходе проверки на грибковые заболевания обнаружили четыре типа плесени внутри и снаружи семян кок-сагыза.
Заключение. Данное исследование обеспечивает техническую поддержку технологии оценки качества семян коксагыза, а также предоставляет рекомендации по оценке материала для последующей коммерческой реализации семян кок-сагыза.
Актуальность. Создание и пополнение коллекций растений связаны с обменом вегетативным посадочным материалом культуры. При закладке новых или реконструкции старых насаждений всегда есть вероятность путаницы образцов. Для ускорения и повышения эффективности апробации зизифуса проведено подробное морфологическое описание его листа.
Материалы и методы. Материалом служили листья 26 сортов зизифуса зарубежной и отечественной селекции, относящиеся к виду Ziziphus jujuba Mill. Рассчитаны количественные параметры листа (длина, ширина, индекс формы, длина черешка) и коэффициенты их вариации. Описаны качественные показатели листа (форма пластинки, верхушки, основания, края). Основные признаки листа описывали согласно методике проведения испытаний на отличимость, однородность и стабильность унаби.
Результаты. Средняя длина листа варьировала по сортам от 4,35 до 8,11 см, ширина – от 2,61 до 4,69 см (CV – 15,90 и 15,04% соответственно). Сильнее варьировал признак «длина черешка» – от 2,72 до 10,0 мм (CV – 28,10%). Яйцевидные листья имели индекс формы от 1,52 до 1,99. У листьев с ланцетовидной формой пластинки длина более чем в 2 раза превышала ширину (индекс формы – от 2,01 до 2,36). Выявлены характерные признаки листа для сортов ‘Вахш’, ‘Лан Цза Цзао’, ‘У Син Хун’, ‘Советский’, позволяющие ускорить их апробацию. Описаны качественные и количественные признаки листа для 4 сортов, рекомендуемых для выращивания в Российской Федерации.
Заключение. Выявлены характерные признаки листа или их сочетания для отдельных сортов и групп по происхождению. Наибольшим разнообразием и вариацией признаков характеризовались сорта из Китая и сорта селекции Никитского ботанического сада. Результаты использованы для сортовой идентификации растений зизифуса.
КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ
Актуальность. Vigna unguiculata (L.) Walp. относится к важным бобовым культурам и широко возделывается в странах с субтропическим и тропическим климатом. Овощные бобы этого вида отличаются высокой питательностью и используются в пищу аналогично овощным сортам фасоли. Культура устойчива к высоким температурам, нетребовательна к плодородию почвы и с успехом выращивается в южных регионах России. Для расширения посевных площадей и повышения рентабельности культуры в производстве необходимы подбор агротехнологических приемов возделывания и создание сортов, позволяющих поставлять овощную продукцию на перерабатывающие предприятия более длительное время.
Материалы и методы. В связи с этим на Астраханской опытной станции ВИР в 2021–2023 гг. изучены овощные образцы вигны из коллекции ВИР. Анализировали образцы с разной длиной вегетационного периода при весеннем посеве и скороспелые сорта, высеянные в 4 срока в мае – июле. Исследовали изменчивость 38 фенологических, морфологических и хозяйственно ценных признаков и характер их варьирования в зависимости от сорта, условий года и срока посева.
Результаты и заключение. В итоге разработаны агротехнические приемы возделывания культуры для получения овощной продукции в южных регионах России, создана линейка сортов с разным периодом вегетации, подобраны сорта для посева вигны в разные сроки в период с начала мая до середины июля. Выявлены генотипы с высокой продуктивностью бобов в разных группах спелости, пригодные для выращивания в весенних и пожнивных посевах, способные обеспечить бесперебойное поступление овощной продукции на перерабатывающие предприятия.
Актуальность. Гуар (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) – новый интродуцент в ряде южных регионов Российской Федерации. Гуаровая камедь, ингредиент семян гуара, применяется в разных отраслях народного хозяйства и имеет стратегическое значение в газонефтяной промышленности. Для адресной интродукции необходимо выяснить адаптивный потенциал культуры, в частности ее отношение к засухе, которая характерна для большинства южных областей России.
Материал и методы. Объектом исследования служили 50 образцов гуара из коллекции ВИР, полевое фенотипирование которых проводили на Волгоградской опытной станции – филиале ВИР. Выборка создана по принципу максимальной репрезентативности генофонда культуры. Пятьдесят образцов изучали в 2023 г. и 30 наиболее продуктивных из них в 2024 г. в режимах капельного полива (П) разной степени интенсивности и искусственной засухи (З), создаваемой с начала плодообразования и до уборки. Исследование осуществляли в соответствии с методическими указаниями ВИР. Статистическая обработка данных проведена в программе Statistica 13.3.
Результаты. Главным оценочным критерием адаптивности к засухе считали семенную продуктивность растения, по которой выявлена дифференциация изученной выборки на три группы: толерантные к засухе, чувствительные к ней и нейтральные по отношению к водоснабжению. Изучаемые признаки проявляли разную степень изменчивости в режимах П и З. Показано сохранение выявленного по отношению к засухе статуса у большинства образцов в оба года исследования. Определены наиболее продуктивные образцы во всех трех группах.
Заключение. Режим точечного полива, использованный в 2023 г. (5 л/растение в неделю), оказался излишним для большинства изученных образцов. Примененный в 2024 г. вдвое меньший объем полива, судя по семенной продуктивности, был благоприятным для всех групп образцов. Независимо от группы, большинство образцов обнаружили тенденцию увеличения семенной продуктивности на оптимальном поливе.
Актуальность. Анализ влияния агроклиматических условий на формирование урожайности гороха в условиях влажных субтропиков Кавказа важен для выяснения оптимальных режимов тепло- и влагообеспеченности, а также для выявления образцов со стабильной продуктивностью в качестве исходного материала для селекции в регионе.
Материал и методы. Объект исследования – 453 образца гороха из коллекции ВИР, проходившие первичное полевое изучение на Адлерской опытной станции ВИР в 2020–2022 гг. Изучаемая выборка содержала разнообразный материал по направлениям использования образцов и географии их происхождения. Полевое фенотипирование выборки из коллекции гороха осуществляли в соответствии с методическими указаниями ВИР. Статистическая обработка данных проведена в программе Statistica 13.3.
Результаты. Доля влияния погодных условий на фенотипические признаки, определяющие урожайность гороха, в среднем составила 44,0%, генотипическая составляющая – 32,7%. Наибольшее влияние генотипа проявилось по отношению к числу непродуктивных узлов (97,0%), к массе 1000 семян (83,6%), длине стебля (81,1%), числу цветков в кисти (80,9%), максимальному числу семян в бобе (71,0%), крупности боба (68,3%), среднему числу бобов на растении (51,0%). Максимально высокое влияние среды выявлено по отношению к продолжительности вегетационного периода (79,0%) и периоду «всходы – цветение» (65,1%).
Заключение. Критическими для гороха в 2020–2022 гг. явились избыточные осадки и высокие температуры воздуха в период созревания. Закономерности формирования семенной продуктивности различны у сортов трех направлений использования: зернового, овощного и кормового. Выявлены наиболее продуктивные образцы, а также образцы со стабильной продуктивностью на фоне погодных флуктуаций в течение трех лет.
Актуальность. В условиях России перезимовка является критическим фактором для культивирования сортов земляники садовой (Fragaria × ananassa (Weston) Duchesne ex Rozier). В качестве источника зимостойкости могут выступать виды рода Fragaria L., произрастающие в азиатских регионах России с резко континентальным климатом, которые пока мало изучены и слабо вовлечены в селекцию. Цель исследования – выделение источников высокой зимостойкости у представителей рода Fragaria в камере искусственного климата.
Материалы и методы. Опыты по определению зимостойкости 17 образцов рода Fragaria проводили в камере искусственного климата в зимний период 2022/2023 и 2023/2024 г. на основе методики Всероссийского НИИ селекции плодовых культур. Исследованы три компонента зимостойкости: морозостойкость в начале зимы, способность сохранять устойчивость к морозам после оттепелей в середине и в конце зимы.
Результаты. По среднему баллу наиболее устойчивыми оказались 5 образцов из азиатской части России: 3 образца F. mandshurica Staudt, F. viridis (Duchesne) Weston и сорт ‘Александра’ селекции Якутского НИИ сельского хозяйства. Первые четыре имеют летнезеленый феноритмотип, то есть уходят в зиму с побуревшими листьями. Эти образцы выдерживают низкие температуры начала зимы и сохраняют устойчивость к морозам после оттепелей середины зимы, однако к концу зимы некоторые из них теряют устойчивость к морозам после оттепелей. Для этих образцов из регионов с четким сезонным ходом температуры даже кратковременное повышение температуры означает наступление весны и вызывает быстрое раззакаливание.
Заключение. Виды F. mandshurica, F. viridis могут внести ценный вклад в селекцию на повышение зимостойкости сортов земляники.
ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ
Актуальность. Эволюция от перекрестного опыления к самоопылению – известное явление у растений. Основным фактором, препятствующим развитию самоопыления, является инбредная депрессия (ИД), и работы об эволюции системы размножения у растений посвящены главным образом этой проблеме. Для описания ИД можно использовать два критерия: 1) силу, то есть уровень снижения величины того или иного показателя по сравнению с аутбредным контролем, и 2) стадию развития, на которой она проявляется. Вероятно, сила и характер проявления ИД в начале и конце жизненного цикла растения могут по-разному влиять на вероятность эволюции в сторону самоопыления.
Материал и методы. Гомостильные линии гречихи (Fagopyrum esculentum Moench с примерно 3% зародышевой плазмы самоопылителя F. homotropicum Ohnishi) с детерминантным типом роста (мутация det) разных инбредных поколений (I1 – I6) выращивали смежно с растениями гетеростильного сорта ‘Молва’ с индетерминантным типом роста, и долю семян, полученных в результате перекрестного опыления, оценивали для каждого варианта с помощью рецессивного маркера det (генотипы семян определяли по фенотипам полученных растений).
Результаты и заключение. Доли семян, возникших в результате перекрестного опыления, были близки в разных поколениях инбридинга с небольшими стохастическими вариациями. Таким образом, завязи, возникшие в результате самоопыления и перекрестного опыления, имеют равные шансы достичь зрелости на одном и том же растении, несмотря на различия по уровню гетерозиготности. Это выглядит как фундаментальное условие начала эволюции самоопыления. Уровни ИД на других стадиях развития, по-видимому, менее важны для возможности такой эволюции. Так, ИД по вегетативному развитию и семенной продуктивности в анализируемом материале превышала 0,5. Вероятно, это отражает уровень инбредной депрессии, характерный для общего предка F. esculentum и F. homotropicum. Таким образом, исходно сильная ИД не сделала невозможным возникновение самоопылителя F. homotropicum.
Актуальность. Создание гибридов подсолнечника с полутвердым типом масла за счет повышенного содержания стеариновой кислоты привлекает внимание как диетологически обоснованная альтернатива пальмовому маслу и гидрогенизированным трансжирам. Изучение генетического контроля мутации высокостеариновости у различных источников необходимо для разработки научной стратегии селекции.
Материалы и методы. В работе использовали линии генетической коллекции: высокостеариновую высокоолеиновую ЛГ31, высокостеариновую низкоолеиновую ЛГ33, высокостеариновую низкоолеиновую ЛГ35, высокоолеиновую ВК1-клп, а также ВК101 и ВК580. Изучали семена поколений Р, F1 и F2 .Жирнокислотный состав определяли газожидкостной хроматографией на приборе «Хроматэк-Кристалл 2000».
Результаты. При скрещивании ВК580 × ЛГ33 в F1 наблюдали неполное доминирование низкого содержания стеариновой кислоты с показателем h/d = −0,68 и расщепление в F2 по дигенной схеме 9 : 6 : 1. При скрещивании ВК1- клп × ЛГ31 на высокоолеиновом фоне в F1 также наблюдали неполное доминирование низкозначимого родителя с h/d = −0,76 с аналогичным дигенным расщеплением в F2 . Реципрокное скрещивание ВК101 × ЛГ35 показало в F1 промежуточное наследование содержания стеариновой кислоты, а в F2 наблюдали континуальное варьирование с появлением мутантного фенотипа линии ЛГ35 по дигенной схеме 15 : 1.
Заключение. Признак высокого содержания стеариновой кислоты контролировался дигенно. Линии ЛГ31 и ЛГ33, происходящие из одного источника, показали рецессивное наследование высокостеариновости, а линия ЛГ35 характеризовалась промежуточным наследованием признака. Высокостеариновый мутантный генотип es1es1 es2es2 максимально фенотипически экспрессировался в отсутствие мутации высокоолеиновости Ol масла семян.
Актуальность. Почковый клещ (Cecidophyopsis ribis Westw.) – опасный вредитель черной смородины (Ribes nigrum L.), поэтому создание устойчивых к C. ribis сортов – важное направление многих селекционных программ. Цель исследования – идентификация аллелей гена устойчивости к почковому клещу Се у сортов и отборных сеянцев смородины черной селекции Федерального научного центра имени И.В. Мичурина.
Материалы и методы. Объектами исследования являлись 22 сорта и 41 отборная форма смородины черной. Выявление аллеля устойчивости Ce к почковому клещу проводили с использованием диагностических ДНК-маркеров GMresa и Ce-AFLP.
Результаты и выводы. Изучаемые сорта смородины черной характеризовались отсутствием маркеров GMresa и CeAFLP (рецессивный гомозиготный генотип cece). Среди проанализированных отборных селекционных форм смородины черной доминантный аллель резистентности Ce идентифицирован у 51,2% форм. Результаты, полученные для маркеров GMresa и Ce-AFLP, характеризовались 100-процентным совпадением распределения целевых ампликонов в изучаемой выборке. Перспективными генетическими источниками устойчивости смородины черной к C. ribis, защищенными геном Ce, являются отборные формы 1448-6-49 (762-5-82 × ‘Экзотика’), 1511-4-68 (977-31-54 × 747-1270), 34-3-20 (‘Шалунья’ × ‘Грация’), 35-4-135 (‘Грация’ × ‘Сенсей’), 35-4-148 (‘Грация’ × ‘Чернавка’), 35-5-4 (‘Кипиана’ × ‘Диво Звягиной’), 35-5-36 (‘Кипиана’ × ‘Чернавка’), 35-5-147 (1448-6-49 × ‘Диво Звягиной’), имеющие гетерозиготный генотип (Cece), и сеянцы 31-1-72 (1511-4-68 × ‘Лючия’), 31-2-33, 31-2-35 (‘Кипиана’ × св. оп.), 34-2-36 (‘Грация’ × св. оп.), 356-138 (1448-6-49 × самоопыление), 38-10-1, 38-10-5, 38-10-7, 38-10-9, 38-10-13, 38-10-16, 38-10-17 (‘Грация’ × ‘Дар Смольяниновой’), характеризующиеся гетерозиготным или доминантным гомозиготным генотипом (Cece или CeCe).
Актуальность. Орех грецкий (Juglans regia L.) – самый распространенный вид рода Juglans L. Поздневесенние заморозки могут значительно снизить урожайность сортов. Создание сортов, вступающих в вегетацию позднее, позволяет избежать гибели молодых почек. Ранее были выявлены SSR-маркеры JRHR209732 и CUJRBO12, сцепленные с QTL признака «срок распускания почек». Целью нашей работы являлась оценка сроков наступления фенологической фазы «распускание почек» у сортов отечественной селекции и элитных форм генофонда Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия (СКФНЦСВВ), а также апробация и валидация маркеров JRHR209732 и CUJRB012, сцепленных с локусом, контролирующим данный признак, на образцах с относительно небольшой разницей в сроках распускания почек.
Материалы и методы. Объекты исследования – 32 элитные формы из генофонда СКФНЦСВВ и три сорта отечественной селекции, а также два сорта зарубежной селекции. Фенологическая оценка сроков распускания почек осуществлялась в течение трех лет (2022–2024). Генотипирование образцов проводили с помощью SSR-маркеров JRHR209732 и CUJRBO12. Анализ размеров ПЦР-продуктов аллелей целевых маркеров выполняли на генетическом анализаторе «НАНОФОР 05».
Результаты. По результатам фенологической оценки выявлены образцы, вступающие в вегетацию наиболее поздно по трем годам наблюдений, – 17-5-5, ‘Овен’. Восемь образцов отнесены к группе поздних в двух сезонах наблюдений – они также представляют ценность для селекции. Доказано, что в 2023 и 2024 г. распускание почек наступало раньше, чем в 2022 г. Влияние среднемесячной температуры марта играет решающую роль во вступлении в фазу начала распускания почек. Сопоставление данных по SSR-генотипированию и результатов фенологической оценки позволило достоверно установить аллельные варианты маркеров JRHR20973 и CUJRBO12, характерные для образцов с ранним и поздним сроком распускания почек у образцов, представляющих генофонд юга России.
Актуальность. Ячмень является культурой, резко реагирующей на повышенную почвенную кислотность. В кислой почве свободные катионы Al3+ наиболее токсичны. Особенно сильно негативное воздействие алюминия проявляется на ранних стадиях развития растений и при недостатке питательных элементов. Признак алюмоустойчивости определяется экспрессией олигогенов либо полигенных комплексов, а также их взаимодействием. Закономерности наследования алюмоустойчивости ячменя изучены недостаточно.
Материалы и методы. Материалом для исследования явились образцы ярового ячменя, контрастно различающиеся по устойчивости к токсичным ионам алюминия: высокоустойчивый местный образец к-9730 (Россия) и неустойчивый сорт ‘Colsess IV’. Для гибридологического анализа были отобраны фенотипически однородные линии, получены гибриды F1–F5 и F2BC1 . Расщепление гибридных популяций по устойчивости оценивали по степени роста надземной части и корневой системы в условиях ионного стресса при тестирующей концентрации 185 мкМ ионов алюминия и уровне рН 4,0
Результаты. Высокая устойчивость растений ячменя к токсичным ионам алюминия образца к-9730, оцененная по реакции корня и ростка на воздействие стрессора, контролируется двумя доминантными генами. Методом отбора растений старших поколений гибридов выделены ценные генотипы с высоким уровнем устойчивости к ионному стрессу и создан донор алюмоустойчивости ячменя Л-30-1, характеризующийся также и другими ценными для селекции признаками.
Заключение. Изучение наследования устойчивости растений ячменя к токсичным ионам алюминия (185 мкM Al3+, pH 4,0) у образца к-9730 и сорта ‘Colsess IV’ позволило установить ряд закономерностей. Результаты проведенного исследования рекомендуется использовать в процессе селекции при выборе родительских пар для создания новых сортов ячменя, которые будут наиболее адаптированы к неблагоприятным условиям среды.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ПРОБЛЕМ
В статье рассматривается биохимический потенциал зерновых культур, таких как овес, оказывающих положительное воздействие на здоровье человека благодаря высокому содержанию характерных для овса авенантрамидов, фенольных соединений и других антиоксидантов. Целью исследования являлась оптимизация метода извлечения антиоксидантов и фенольных соединений из зерна овса, проведена их количественная оценка. Материалом для исследования послужили сорта марокканского происхождения и межвидовые линии овса. Установлено, что экстрагирование фенольных соединений этанолом является наиболее эффективным. Изучены общее содержание фенольных соединений, флавоноиды, каротиноиды и общая антиоксидантная активность, что позволило выявить генетическое разнообразие среди образцов овса. В результате установлена значительная корреляция между содержанием фенолов и антиоксидантной активностью у изучаемых линий марокканского овса. Примечательно, что линии F11-5 (Avena sativa × A. magna) и F10-3 (A. sativa × A. murphyi), наряду с сортом ‘Zahri’ (A. sativa) и образцом P1-1 (A. magna), сочетают высокую антиоксидантную активность с максимальным общим содержанием фенолов, что подчеркивает пользу овса для здоровья человека и свидетельствует о богатстве марокканских линий и сортов овса для пищевого использования.
Актуальность. Овес является одной из самых распространенных и важных зерновых культур в мировом сельскохозяйственном производстве. Поиск новых высокоурожайных и высококачественных генотипов продолжает оставаться актуальным, особенно в условиях глобальной тенденции изменения климата, когда большинство местных сортов овса могут стать экономически неэффективными.
Материалы и методы. Материалом для данного исследования послужили 50 местных сортов диплоидного культурного вида овса Avena strigosa Schreb. из коллекции ВИР, имеющих разнообразное географическое происхождение. Материал изучался в условиях научно-производственной базы «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР» в 2023– 2024 гг. В результате изучения определены главные хозяйственно ценные признаки и биохимические свойства зерновок. Полевое изучение коллекции овса проводили на основе методических указаний по изучению коллекции ВИР, биохимические показатели определяли по общепринятым методикам. У контрастных образцов овса выполнены молекулярно-генетические исследования (изолирование ДНК, постановка полимеразной цепной реакции и секвенирование по методу Сэнгера). Проведен анализ аллельного состояния генов, ассоциированных с биосинтезом β-глюканов.
Результаты и заключение. Приведены данные исследования содержания растворимых полисахаридов β-глюканов у образцов A. strigosa коллекции ВИР. Изучен биохимический состав зерновок диплоидного овса и определено процентное содержание β-глюканов. С помощью современных молекулярно-генетических методов исследования проведено изучение ключевого гена биосинтеза данной группы веществ – CslF6. Секвенирование по методу Сэнгера кодирующей части гена не выявило перестроек в последовательности нуклеотидов гена.
ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ
Актуальность. Алыча (Prunus cerasifera Ehrh.) является уникальной плодовой косточковой культурой. Поражение грибными болезнями, в том числе монилиозом, клястероспориозом, полистигмозом и ржавчиной, приводит к значительному снижению урожая и товарного качества плодов P. cerasifera. Закладка садов алычи устойчивыми сортами – высокоэффективный метод борьбы с болезнями. Для селекции на резистентность необходимо наличие разнообразного исходного материала, в качестве источника которого может быть использована коллекция P. cerasifera Майкопской опытной станции – филиала ВИР (Майкопская ОС ВИР). Цель работы – идентификация устойчивых к четырем грибным болезням сортов алычи селекции Майкопской ОС ВИР.
Материалы и методы. Материал исследования включал 14 сортов P. cerasifera. Резистентность к грибным болезням оценивали в условиях предгорной зоны Адыгеи в коллекционном саду Майкопской ОС ВИР в 2011–2022 гг. по общепринятой шкале.
Результаты и выводы. Установлено, что климатические условия в периоды цветения, роста и созревания плодов влияют на степень поражения P. cerasifera болезнями. По данным многолетних исследований показано, что все сорта алычи селекции Майкопской ОС ВИР резистентны к монилиозу и клястероспориозу, большинство сортов P. cerasifera характеризуются устойчивостью к ржавчине и полистигмозу. Выделено также 12 сортов алычи, обладающих групповой резистентностью к четырем болезням. Они могут быть рекомендованы для селекции на иммунитет при создании сортов P. cerasifera с групповой устойчивостью к болезням.
ОБЗОРЫ
Сегодня значительный интерес для селекции декоративных культур представляет изучение молекулярно-генетических основ хозяйственно значимых признаков, механизмов возникновения межсортовых и межвидовых различий. В работе приведены общая характеристика и преимущества львиного зева (Antirrhinum majus) как модельного объекта генетических исследований, рассмотрены основные блоки генов, кодирующих признаки, обеспечивающие декоративную ценность, такие как форма цветка и соцветия, окраска венчика. Значительное внимание уделено активности мобильных элементов и транспозон-ассоциированному мутагенезу.
В статье приведен обзор последних достижений в области идентификации гибридов ежевики, включая успешные примеры использования молекулярных маркеров и ДНК-штрихкодирования для классификации сложных гибридных форм. Особое внимание уделено анализу эффективности методов в зависимости от целей исследования и доступности ресурсов.
Обзор показывает, что в будущем потребуется стандартизация методик и расширение баз данных генетических маркеров для повышения точности классификации гибридов ежевики.
В публикации охарактеризованы флавоноиды – пигменты растений, их роль, классификация, биосинтез. Основное внимание уделено ферментам класса цитохром P450, которые помимо участия в биосинтезе флавоноидов играют большую роль во множестве других процессов, таких как биосинтез полимеров, метаболизм гормонов, защита от неблагоприятных факторов. Представлены различные сведения о гене F3’5’H, кодирующем флавоноид-3’,5’-гидроксилазу, освещаются ключевые достижения и основные проблемы его изучения. Говорится о роли данного гена в биосинтезе антоцианов, показана принадлежность его продукта к семейству ферментов CYP75 клана CYP71 цитохромов P450, показаны активные центры фермента.
Лен обычно имеет голубой венчик и дельфинидин в качестве основного пигмента его окраски. В данной публикации охарактеризован ген d (f3’5’h), в рецессивном состоянии обуславливающий розовую окраску цветка и пеларгонидин в качестве основного пигмента. Показано, что F3’5’H льна относится к ферментам CYP75, но в отличие от большинства других принадлежит к подсемейству CYP75B. Показана возможность множественного аллелизма F3’5’H, приводящего к разным фенотипам, что подтверждает уже известный на формально-генетическом уровне множественный аллелизм гена d у льна. На данный момент лен – единственный вид, у которого проявление F3’5’H-активности шло в ущерб F3’H – возможно, потому что лен филогенетически далек от других древних культурных растений и эволюция этого гена связана с селекцией на желтосемянность.
ISSN 2619-0982 (Online)