Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск
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

Том 181, № 3 (2020)
Скачать выпуск PDF

МОБИЛИЗАЦИЯ И СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ

9-16 113
Аннотация

Актуальность. Кабардино-Балкарская Республика представляет собой одну из уникальных во флористическом отношении территорий РФ. Растительность республики, особенно в горной и предгорной зоне, очень богата, чему способствует чрезвычайно сложный и разнообразный рельеф. На ее территории можно встретить более 50% всех представителей флоры, которые есть на Кавказе; ей присущи все основные группы формаций растительного мира, кроме субтропических и тропических. Представляется актуальным поиск и сбор диких родичей культурных растений, а также образцов овощных и бахчевых культур, длительное время возделываемых на обследованной территории и приспособленных к местным условиям, с целью пополнения коллекции генетических ресурсов овощных и бахчевых культур ВИР.

Методы. Маршрут экспедиции включал обследование предгорных и горных районов Кабардино-Балкарской Республики, изучение ассортимента фермерских хозяйств, рынков и сельскохозяйственных магазинов г. Нальчик и г. Прохладный. Обследования территорий осуществлялись одно- и двухдневными маршрутами из Нальчика с 18 по 26 августа 2019 г. Протяженность маршрута составила около 600 км.

Результаты. В результате экспедиции обследованы фермерские и личные подсобные хозяйства населения, а также естественные природные сообщества горных районов республики, собрано 256 местных и селекционных сортов овощных и бахчевых культур и 69 семенных и вегетирующих образцов дикорастущих родичей культурных овощных растений, а также некоторых кормовых. Определены российские и зарубежные селекционные фирмы, сорта которых распространены на территории Кабардино-Балкарской Республики. 

17-24 102
Аннотация

Актуальность. Коллекция дикорастущих желтых люцерн из комплекса Medicago falcata L. s.l. ВИР – уникальный материал, собранный в экспедициях на территории СССР с 1924 по 2018 г. Это собственно Medicago falcata L., M. borealis Grossh., M. romanica Prod., M. quasifalcata Sinsk., M. difalcata Sinsk., M. glandulosa David. Применение gap-анализа позволяет оценить достаточность сборов видов из ряда серповидных люцерн (ser. Falcatae Vass.) в коллекции ВИР в конкретной местности или административной единице и планировать сборы для всеобъемлющего сохранения генетического разнообразия.

Материал и методика. Материалом послужили базы данных отдела генетических ресурсов многолетних кормовых культур ВИР и электронные карты – топографические и административного деления России и сопредельных стран. В качестве операционных единиц рассматривались административные единицы СССР. Для каждой из операционных единиц учитывалось число видов и число образцов на территории административной единицы. Статистическая обработка данных включала построение таблиц частот и составление дифференцированных карт.

Результаты. Определены координаты 446 образцов коллекции. Проведен анализ сборов шести дикорастущих видов на территории СССР и детальный анализ в Краснодарском крае.

Заключение. Для повышения разнообразия коллекции ВИР необходимы дополнительные сборы и ее пополнение из сопредельных стран. Особую ценность представляют образцы из ряда серповидных люцерн на северной границе ареала в европейской части и на восточной границе ареала в Сибири, где условия обитания люцерны являются экстремальными. 

ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ

25-31 87
Аннотация

Актуальность. Трипсинингибирующая активность (ТИА) – это один из факторов иммунитета у растений, который обеспечивает наличие общей неспецифической системной устойчивости. Представители рода Hedysarum L. – перспективные лекарственные и высокобелковые кормовые растения с высокой ТИА в листьях. Высокие значения ТИА в надземной части растений приводят к снижению усвоения белка животными, поэтому выявление дифференциации особенностей сезонной динамики ТИА позволит наиболее эффективно использовать потенциал этих видов в условиях юга Сибири.

Материалы и методы. ТИА в листьях изучена у зрелых генеративных растений редкого для Сибири вида Hedysarum theinum Krasnob. и устойчивого в лесостепи Западной Сибири H. flavescens Regel & Schmalh. Исследования в 2010 г. проведены у H. theinum в природных условиях (Республика Алтай) и в культуре (лесная зона Западной Сибири). В 2017 г. – у H. theinum и H. flavescens в культуре в лесостепи Западной Сибири. Метод основан на спектрофотометрическом измерении величины оптической плотности продуктов распада белкового субстрата (БАПА) под действием трипсина (при 405 нм). В качестве субстрата для определения ТИА использован БАПА (Na -бензоил-DL-аргинин-п-нитроанилид) и бычий трипсин производства ISN-Biomedical (USA).

Заключение. Максимальными средними для выборки значениями ТИА в фазе цветения характеризовались растения H. theinum в Республике Алтай и H. flavescens, произраставшие в относительно благоприятных условиях в лесостепи Западной Сибири. В лесной зоне Западной Сибири у H. theinum ТИА при цветении не увеличивалась, а в лесостепной снижалась, что позволяет рекомендовать эти образцы для практического использования в даннойфазе сезонного развития. 

32-40 73
Аннотация

Актуальность. Полегание крайне отрицательно сказывается на урожайности ячменя, ухудшаются качество зерна и посевные свойства семян, увеличивается поражаемость растений заболеваниями и затрудняется механизированная уборка, поэтому необходим поиск новых исходных форм ячменя, устойчивых к полеганию, для вовлечения их в дальнейшие скрещивания и создание неполегающих сортов.

Объект и методы. Экспериментальная работа проводилась в 2018– 2019 гг. в ФГБНУ ФАНЦСеверо-Востока (г. Киров). В ходе исследований была проведена оценка по устойчивости к полеганию и элементам структуры урожайности 29 коллекционных образцов. Изучение коллекции проводили в соответствии с Международным классификатором СЭВ и Методическими рекомендациями по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса.

Результаты и выводы. Установлена сильная корреляция устойчивости растений к полеганию с урожайностью (r = 0,72) и высотой растений (r = –0,60), средняя – с кустистостью (r = 0,40) и числом узловых корней при созревании (r = 0,44). Не обнаружена связь между устойчивостью к полеганию и морфологическими особенностями второго нижнего междоузлия, следовательно, отбор неполегающих форм по этим критериям неэффективен. Устойчивые к полеганию образцы имели большую урожайность, кустистость, продуктивность, массу 1000 зерен, более длинный и плотный колос по сравнению с неустойчивыми образцами. Для дальнейшей селекционной работы выделены образцы, сочетающие высокую урожайность с устойчивостью к полеганию и рядом селекционно ценных признаков: ‘Белгородский 100’, ‘Наран’ (к-30892), ‘Казьминский’ (к30926), ‘Щедрый’ (к-31046) (Россия); ‘Сябра’ (к-29917), ‘Рейдер’ (Белоруссия); ‘Одесский 115’ (к-29010, Украина); ‘Mie’ (к-30379, Эстония); ‘Rodos’ (к-30256, Польша). 

41-48 62
Аннотация

Актуальность. Для создания новых высокоадаптированных сортов тритикале, обладающих высокой потенциальной продуктивностью и экологической устойчивостью к неблагоприятным факторам Среднего Приамурья, необходимо изучение коллекционного материала. Одна из важнейших задач – выделение эффективных источников и доноров тритикале по основным структурным элементам продуктивности и хозяйственно ценным признакам.

Материалы и методы. Коллекционный материал представлен образцами ярового тритикале из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР). Полевые опыты и изучение образцов проводили в соответствии с методиками государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и полевого дела, руководствуясь методическими указаниями ВИР.

Результаты и обсуждение. Сорта ‘AC Certa’ (Канада), ‘Лана’ (Беларусь), ‘Золотой Гребешок’ (Россия), ‘Ульяна’ (Беларусь) сформировали оптимальную урожайность в условиях Среднего Приамурья. Относительно крупное зерно за годы исследований отмечено у образцов ‘Укро’ (Россия), ‘Скорый’ (Россия), ‘Ровня’ (Россия). Высокое накопление белка в зерне и незаменимой аминокислоты лизина установлено у сорта ‘Дагво’ (Россия). Выявлено, что 68% изученных сортообразцов обладают высокой устойчивостью к полеганию. Генотипы ‘Лана’ (Беларусь), ‘Згурiвський’ (Украина), ‘Оберiг харькiвський’ (Украина), ‘Tleridal’ (Швейцария) – средневосприимчивые к мучнистой росе. Сорта ‘Память Мережко’ (Россия) и ‘Виктория’ (Украина) – устойчивые к фузариозу колоса и зерна.

Заключение. Для дальнейшей селекционной работы выделены эффективные источники по комплексу важнейших элементов продуктивности: ‘AC Certa’ (Канада), ‘Лана’ (Беларусь), ‘Лотос’ (Беларусь), ‘Ярило’ (Россия), ‘Память Мережко’ (Россия), ‘Виктория’ (Украина), ‘Ровня’ (Россия), ‘Кобзар’ (Украина), ‘Оберiг харькiвський’ (Украина), ‘Tleridal’ (Швейцария), ‘Sandio’ (Швейцария). Данные образцы могут быть включены в селекционные программы Среднего Приамурья и других регионов страны. 

49-55 77
Аннотация

Актуальность. Внутри вида культурного ячменя (Hordeum vulgare L.) особое внимание исследователей направлено на изучение голозерных форм. Их зерно характеризуется большей питательной ценностью в сравнении с пленчатыми. Однако ограничивающими факторами возделывания голозерных сортов в нашей стране считаются невысокая урожайность, низкая устойчивость к полеганию и грибным заболеваниям. Выделение перспективного исходного материала является важным условием в селекции ячменя при создании новых высокопродуктивных и адаптивных сортов в Тюменской области.

Материалы и методы. Объектом исследования послужили 20 коллекционных образцов голозерного ячменя, относящихся к 15 разновидностям. Изучение проведено в 2015–2017 гг. в соответствии с методическими указаниями ВИР и методикой полевого опыта в изложении Б. А. Доспехова. Статистическая обработка экспериментальных данных выполнена методами корреляционного анализа.

Результаты и заключение. Между высотой и устойчивостью растений к полеганию установлена обратная корреляция средней силы (r = –0,37), между высотой и урожайностью наблюдается прямая связь (r = 0,37). Наиболее тесная сопряженность урожайности отмечена с массой зерна с одного растения (r = 0,61) и с массой 1000 зерен (r = 0,54). Относительно высокой урожайностью в сочетании с другими признаками характеризовались C.I.10975 (к-30624, Эфиопия), ‘De printempe’ (к-23491, Франция), Liguleless (к-29894, Таджикистан), Schwаrzе Nасktе Krаftbоrn (к-25788, Германия). Использование выделенного исходного материала в селекционных программах может способствовать созданию новых продуктивных сортов, адаптированных к агроклиматическим условиям Тюменской области. 

КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ

56-63 79
Аннотация

Актуальность. В России озимая рожь – культура, обеспечивающая питание людей и кормление животных. Несмотря на явные преимущества ржи (высокая зимостойкость и засухоустойчивость, способность произрастать в районах с бедными почвами и неблагоприятными климатическими условиями), ее площади посева сокращаютсяот 29 млн гав 1913 г. до 872 тыс. гав 2019 г. Улучшить эту ситуацию можно за счет внедрения в производство сортов ржи, обеспечивающих стабильно крупное зерно в различных условиях произрастания.

Материалы и методы. Экспериментальная часть работы проводилась в течение 2012–2017 гг. на опытных полях НПБ «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР». Объектом исследований служили образцы низкопентозановой озимой ржи, созданные во Всероссийском институте генетических ресурсов растений (ВИР). Математическая обработка осуществлена с использованием дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову. Рассчитаны параметры адаптивности, стабильности по методикам S. A. Eberhart, W. A. Russell и Л. А. Животкова, пластичности и стабильности по методике G. C. Tai; рассчитан коэффициент мультипликативности по В. А. Драгавцеву и коэффициент гомеостатичности по В. В. Хангильдину по признаку «масса 1000 зерен».

Результаты и заключение. Средняя масса 1000 зерен у изученных образцов составила 40,8 г и менялась от 30,0 до 48,2 г. Доля влияния на крупность зерна фактора «год испытания» составила 65,5%, а фактора «сорт» – 20,1%. Лучшие условия для образования крупного зерна сформировались в 2013, 2015 и 2017 г. (45,7; 42,5 и 41,3 г соответственно). Наиболее пластичными, стабильными и гомеостатичными по этому признаку являются образцы озимой ржи: Рушник 2 (к11820), ‘Красноярская универсальная’ (к-11818), ‘Берегиня’ (к-11822), Ника 3 (к-11823), ‘Новая Эра’ (к-11814). Образцы ржи Рушник 2, Ника 3, ‘Красноярская универсальная’, ‘Берегиня’, ‘Новая Эра’ обладают высокой адаптивностью и могут формировать крупное зерно в широком диапазоне варьирования природных условий. 

64-69 57
Аннотация

Актуальность. Среднеазиатская яблоня Недзвецкого (Malus niedzwetzkyana Dieck) имеет большие перспективы в селекции новых сортов с повышенным содержанием антоциана и для создания гибридов, которые могут быть широко использованы в декоративном садоводстве.

Материалы и методика. В коллекции Майкопской станции ВИР в настоящее время содержатся 17 различных форм яблони Недзвецкого, полученных в основном из Талгарского помологического сада в 1968 году. Фенологические наблюдения, оценку урожайности, скороплодности, устойчивости к болезням, качества плодов, декоративности и других показателей проводили согласно методическим указаниям ВИР.

Результаты и выводы. В таблице представлены характеристики и отличительные особенности всех коллекционных образцов яблони Недзвецкого. В результате изучения выделены следующие формы M. niedzwetzkyana – наиболее урожайные (к-2389, к-29429, к-29428, к-29430, к-29422); крупноплодные (к-29429, к-29426); скороплодные (к-29429, к-29430, к-29422); имеющие довольно приятный кислосладкий вкус плодов (к-29431, к-29423, к-29427, к-2389); обладающие средней степенью устойчивости к парше листьев и плодов. Особый интерес представляют формы M. niedzwetzkyana, имеющие красный и темно-красный цвет мякоти плодов (к-14948, к-2389, к-13279), которые выглядят наиболее эффектно в период цветения и плодоношения. Краснопигментированные формы яблони Недзвецкого представляют большой интерес для селекции при создании сортов с повышенным содержанием антоциана в плодах. Кроме того, M. niedzwetzkyana и гибриды с ее участием имеют большие перспективы как ценные декоративные растения. 

ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ

70-80 62
Аннотация

Актуальность. Горох является основной зернобобовой культурой в Республике Башкортостан и широко распространенной во всем мире. Ключевую роль в селекции новых сортов гороха играет исходный материал, источником которого служат коллекции генетических ресурсов, отражающие фенотипическое и генотипическое разнообразие Pisum sativum L. Для изучения ДНК-полиморфизма различных генетических объектов, в том числе гороха, с успехом используются SSR-маркеры. Тем не менее распределение аллелей ряда микросателлитов в генотипах отдельных линий и сортов этой ценной зернобобовой культуры остается практически не исследованным.

Материалы и методы. Проведено изучение молекулярно-генетического полиморфизма 40 образцов гороха посевного различного эколого-географического происхождения из коллекции генетических ресурсов ВИР, а также региональной селекции. Микросателлитный анализ выполнялся с использованием пяти SSR-маркеров из геномной библиотеки микросателлитов (Agrogene®, Франция).

Результаты. Все маркеры давали четкие электрофоретические профили и позволили амплифицировать от 2 (AB53) до 9 (AA355) аллелей на локус. Было выявлено 26 аллелей, в среднем 5,2 аллелей на локус. Индекс полиморфизма варьировал от 0,39 для локуса AB53 до 0,82 для локуса AA355, в среднем составляя 0,60. Совокупность использованных в работе SSR-маркеров позволила однозначно идентифицировать каждый из изученных генотипов гороха. Вычисленные генетические расстояния были использованы для построения дендрограммы, демонстрирующей распределение генотипов в соответствии с их генетической близостью.

Заключение. При изучении исходного материала для селекции гороха методом SSR-анализа нами были получены данные, которые позволяют расширить представление о генетической структуре коллекции и полиморфизме изученных образцов. Результаты генотипирования сортов и линий могут быть использованы для их паспортизации, а также при подборе родительских пар для гибридизации. 

81-90 68
Аннотация

Актуальность. Соя (Glycine max (L.) Merr.) становится одной из ведущих зернобобовых культур в Казахстане, что в свою очередь требует создания адаптированных сортов, характеризующихся более высокой урожайностью, улучшенными признаками качества и устойчивостью к новым грибным болезням. В связи с расширением генофонда культуры местные образцы, вовлекаемые в селекционные программы, необходимо изучать и документировать с использованием надежных и информативных типов ДНК-маркеров.

Материалы и методы. В настоящем исследовании изучена коллекция сои, включающая 288 образцов, в том числе 36 сортов и перспективных линий из Казахстана. Молекулярно-генетический анализ выполнен с использованием девяти полиморфных SSRмаркеров, семь из которых (Satt244, Satt565, Satt038, Satt309, Satt371, Satt570 и Sat_308) сцеплены с генами устойчивости к трем основным грибным болезням сои: церкоспорозу, корневой гнили и пурпурному церкоспорозу.

Результаты. Среднее значение индекса PIC (polymorphism information content) анализируемых SSR-маркеров составило 0,66 ± 0,07, что подтверждает высокий уровень их полиморфизма. Анализ методом главных координат показал, что местные образцы генетически наиболее близки к сортам из Восточной Азии. В 2018 и 2019 годах в условиях Алматинской области наблюдали высокую устойчивость образцов коллекции к трем изученным грибным болезням. Распределение полиморфных вариантов изученных SSR-маркеров в популяции не было статистически значимо связано с наличием устойчивости в полевых условиях.

Заключение. SSR-генотипирование коллекции сои позволило выявить образцы, обладающие аллелями SSR-локусов, ассоциированных с генами устойчивости к грибным болезням. Результаты исследований могут быть в дальнейшем использованы для ДНК-паспортизации и селекции перспективных сортов и линий сои. 

91-99 55
Аннотация

Актуальность. Брокколи – скороспелая, урожайная овощная культура, ценная по содержанию многих биологически активных соединений и минеральных элементов. В 2020 г. в Госреестре РФ зарегистрировано 47 гибридов и 8 сортов брокколи, среди них 14 сортов и гибридов российской селекции. Необходимость совершенствования сортимента по целому ряду актуальных направлений селекции требует привлечения новых эффективных методов, в том числе методов маркер-вспомогательной селекции и ассоциативного картирования. Оценка коллекции брокколи ВИР с использованием молекулярно-генетических маркеров позволит предоставить новый исходный материал для селекции улучшенных сортов.

Материалы и методы. Проведено молекулярно-генетическое исследование 39 сортов и гибридных популяций брокколи различного географического происхождения, отличающихся по биологическим особенностям и направлениям использования. Для анализа были отобраны 35 маркеров микросателлитных последовательностей, специфичных для генома Brassica L.

Результаты и заключение. С помощью использованных праймеров идентифицировано 110 полиморфных фрагментов. В изученных локусах идентифицировано от трех до семи аллелей. Показатель дискриминационной силы маркеров варьировал от 0,75 до 0,96 и в среднем составил 0,91, среднее число фрагментов на маркер – 4,4. У исследованных образцов выявлено 10 уникальных и 12 редких (встречающихся менее чему 8% образцов) аллелей. В то же время аллель локуса BC65 длиной 201 пн обнаружен у 95% образцов, то есть был практически общим. Все использованные маркеры имеют достаточно высокую диагностическую ценность для анализа генетического полиморфизма и могут быть использованы для ДНК-идентификации сортов брокколи. Анализ генетического сходства коллекционных образцов, выполненный методом Unweighted Neighbor-Joining в программе DarWin, позволил выявить четыре близкородственных кластера в изученной выборке генотипов. 

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ПРОБЛЕМ

100-109 74
Аннотация
Актуальность. Исследования по изучению генетической изменчивости, идентификации и паспортизации селекционных достижений актуальны в связи с сокращением сроков создания сортов и ежегодным ускоренным ростом их числа. С помощью методов на основе ДНК-маркеров разрабатывают генетический паспорт сорта, который может служить основанием для защиты авторских прав селекционеров, для контроля чистоты семенного материала. Представлены результаты исследований по оценке эффективности систем маркирования на основе SSR-локусов и PawS-маркеров для изучения ДНК-полиморфизма российских сортов клевера лугового с целью идентификации и последующей паспортизации. Материалы и методы. Геномную ДНК выделяли на основе SDS-метода с модификациями из 30 проростков от каждого сорта. Для ДНК-типирования использовали 9 SSR- и 4 PawS-маркера из семейства R173 ретротранспозонов. Анализ результатов проведен с помощью программ GelAnalyzer 2010а, MStools v.3, Statistica 7.0. Результаты и заключение. По результатам SSR-анализа выявлен невысокий средний уровень межсортового ДНК-полиморфизма клевера лугового – 38,6%. Обнаружены сортоспецифичные аллели для четырех образцов исследуемой выборки (‘Трифон’, ‘Топаз’, ‘Трио’, ‘Марс’) с использованием маркеров RCS1307 и RCS3095, которые могут служить для идентификации и разработки генетических паспортов. PawSмаркеры оказались неинформативны для анализа генетической изменчивости. Воспроизводимые продукты амплификации удалось получить лишь с комбинацией PawS5+PawS16, однако в ДНК-профилях не выявлено уникальных ампликонов для изучаемых сортов.

СИСТЕМАТИКА, ФИЛОГЕНИЯ И ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ

110-119 64
Аннотация

Актуальность. Исследование особенностей формирования и прорастания пыльцы является очень важным для оценки потенциальной продуктивности растений и эффективности селекционной работы.

Материалы и методы. Объектами исследования служили 11 сортов черной смородины различного эколого-географического и генетического происхождения из генофонда, сохраняемого на научно-производственной базе «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР». Изучение жизнеспособности пыльцы до и после криоконсервирования проводили в лаборатории длительного хранения генофонда растений (ЛДХГР) ВИР путем проращивания ее на питательной среде, содержащей 10% сахарозы и 0,8% агар-агара. Морфологические исследования выполняли с помощью светового и конфокального лазерного сканирующего (КЛСМ) микроскопов в лаборатории палинологии и Центре коллективного пользования БИН РАН.

Результаты и заключение. Сложившиеся неблагоприятные погодные условия в 2019 г. оказали негативное воздействие на процесс формирования мужской генеративной сферы – уровень жизнеспособности пыльцы в зависимости от сорта составил 17,98–58,60%. После экспозиции в жидком азоте (при –196°С) в течение шести месяцев у всех изученных сортов, за исключением одного (‘Поздняя послевоенная’, к-7652), наблюдалось увеличение процента проросших пыльцевых зерен в 1,1–3,2 раза. Изучение морфологических особенностей пыльцы позволило выявить, что пониженная жизнеспособность у ряда сортов (‘Красноярская 1018’, к-7607, ‘Tsema’, к-25900, ‘Поздняя послевоенная’, к-7652) связана с морфологическими отклонениями в строении спородермы, выраженными в разноразмерности пыльцевых зерен, утолщении экзины и формировании бородавчатых поверхностей мезопориума. Выявлена невысокая положительная взаимосвязь уровня жизнеспособности пыльцы с диаметром поры (r = 0,43) и диаметром пыльцевого зерна (r = 0,27) и несущественная отрицательная корреляция между уровнем жизнеспособности и толщиной экзины (r = –0,33). 

ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ

120-127 54
Аннотация

Актуальность. Наиболее рациональный способ снижения потерь урожая ячменя от болезней, вредителей и неблагоприятных эдафических факторов – селекция устойчивых сортов.

Цель работы – оценить диапазон изменчивости возделываемых в России сортов по устойчивости к мучнистой росе, карликовой ржавчине, обыкновенной злаковой тле и токсичным ионам алюминия.

Материалы и методы.Изучили 248 сортов ячменя (168 – отечественной и 80 – зарубежной селекции), включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ. Устойчивость растений к возбудителям мучнистой росы и карликовой ржавчины исследовали в лабораторных и полевых условиях. Выделившиеся по устойчивости к мучнистой росе сорта анализировали с помощью молекулярных маркеров. В лаборатории осуществили скрининг ячменя по устойчивости к обыкновенной злаковой тле. Для изучения чувствительности образцов к токсичным ионам алюминия использовали лабораторный метод ранней диагностики признака – метод корневого теста.

Результаты и выводы. Полевой и лабораторный скрининг позволил выявить довольно широкое разнообразие возделываемых в России сортов ячменя по устойчивости к вредным организмам и эдафическому стрессору. Установлено, что 24 сорта устойчивы к мучнистой росе, из них 14 являются носителями эффективного аллеля mlo11. Два сорта устойчивы к возбудителям мучнистой росы и карликовой ржавчины. У 11 сортов выявлена отчетливо выраженная устойчивость к обыкновенной злаковой тле. Высокая устойчивость к токсичным ионам алюминия по индексу длины корня и ростка отмечена у 26 сортов. Выявлены образцы с комплексной устойчивостью к вредным организмам и эдафическому стрессору.

128-134 54
Аннотация

Актуальность. В статье приведены результаты четырехлетнего (2016–2019 гг.) изучения гибридного материала картофеля из питомников предварительного испытания и питомника второго клубневого поколения по устойчивости к Phytophthora infestans (Mont.) de Bary и Rhizoctonia solani J.G. Kühn в условиях Ленинградской области. Выделены исходные формы с комплексом хозяйственно ценных признаков. для использования в дальнейшей селекционной работе.

Материалы и методы. Материалом для изучения служили межвидовые гибриды, созданные с использованием видов: Solanum vernei Bitt. et Wittm., S. megistacrolobum Bitt., S. chacoense Bitt., S. demissum Lindl., S. verrucosum Schelechtd., S. stoloniferum Schlechtd., S. polytrichon Rydb., S. andigenum Yuz. et Buk., S. rybinii Yuz. et Buk., S. tuberosum Lindl. Исследования проводились в соответствии с методикой по технологии селекционного процесса картофеля.

Результаты и выводы. Установлена возможность отбора на естественном жестком инфекционном фоне P. infestans и R. solani генотипов с высокой и средней степенью устойчивости ботвы и клубней. В питомнике предварительного испытания выделено от 4,0 до 62,0% образцов с высокой устойчивостью к фитофторозу ботвы и от 21,6 до 58,0% с устойчивостью клубней. Средний балл по устойчивости к ризоктониозу в питомнике предварительного испытания составлял от 6,3 до 7,6 баллов (шкала 9 – 1 балл), а количество высокоустойчивых образцов находилось в пределах 25,9– 70,7%. В питомнике второго клубневого поколения средний балл устойчивости по годам колебался от 6,3 до 7,8, а число высокоустойчивых гибридов – от 27,0 до 87,1%. Установлена возможность получения исходных форм с высокой степенью устойчивости к фитофторозу и ризоктониозу. Выделенные по хозяйственно ценным признакам образцы характеризовались повышенной продуктивностью (314–429 ц/га), высокой товарностью клубней (89–98%), содержанием сухого вещества (16,6–19,5%). 

135-140 59
Аннотация

Актуальность. Мучнистая роса (возбудитель Blumeria graminis (DC.) E.O. Speer f. sp. tritici Em. Marchal) распространена и вредоносна во всех регионах возделывания мягкой пшеницы. Для расширения генетического разнообразия пшеницы по устойчивости к B. graminis широко используются дикорастущие родичи Triticum aestivum L., в том числе представители рода Aegilops L. Цель настоящей работы – характеристика образцов семи видов эгилопсов из коллекции генетических ресурсов растений ВИР по проростковой и возрастной эффективной устойчивости к мучнистой росе.

Материалы и методы. Материалом исследования служили 437 образцов семи видов рода Aegilops (Ae. speltoides Tausch, Ae. caudata L., Ae. biuncialis Vis., Ae. tauschii Coss., Ae. cylindrica Host, Ae. crassa Boiss. и Ae. ventricosa Tausch) из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР, Санкт-Петербург). Ювенильную устойчивость к мучнистой росе оценивали при заражении возбудителем мучнистой росы проростков образцов в контролируемых лабораторных условиях, устойчивость взрослых растений – при искусственном заражении флаг-листьев патогеном и на естественном инфекционном фоне на полях научно-производственной базы «Пушкинские и Павловские лабораторий ВИР». Для заражения использовали сборные популяции B. graminis. Учет типов реакции на заражение проводили через 10 суток после инокуляции по общепринятой шкале.

Результаты и выводы. В результате проведенной работы показана восприимчивость к мучнистой росе на всех стадиях онтогенеза изученных образцов эгилопсов D-геномной группы; все образцы видов Ae. speltoides, Ae. caudata и Ae. biuncialis характеризовались высоким уровнем ювенильной и возрастной резистентности к мучнистой росе. 

141-145 41
Аннотация

Актуальность. Одним из наиболее распространенных заболеваний ячменя во всех зонах его возделывания является ринхоспориоз. Для возбудителя болезни Rhynchosporium commune Zaffarano, B.A. McDonald & A. Linde (ранее – Rhynchosporium secalis (Oudem.) J.J. Davis) характерен высокий уровень изменчивости, что обусловливает появление новых патотипов и потерю устойчивости ряда сортов. Большая часть рекомендованных к возделыванию сортов ячменя сильно поражается патогеном.

Цель исследований – поиск новых доноров эффективных генов устойчивости ячменя к R . commune.

Материалы и методы. В лабораторных и полевых экспериментах исследовали устойчивость к грибу 99 образцов местного ячменя из 18 стран мира. Растения инокулировали изолятами патогена, выделенными из северо-западной (Ленинградская область) популяции R. commune. Устойчивость растений оценивали с использованием балловых шкал. У выделившихся форм с помощью гибридологического анализа изучили генетический контроль устойчивости к грибу.

Результаты и выводы. Выделили три образца местного ячменя, которые сохраняли высокую устойчивость к грибу в течение шести лет изучения в поле при инокуляции разными популяциями R. commune. Образцы к-31503 (Индия), к-31504 (Македония) и к-31505 (Эфиопия) имеют гены устойчивости к R. commune, которые различаются между собой, не аллельны эффективному гену Rrs9 и проявляются на протяжении всех этапов органогенеза растений. Образцы к-31504 и к-31505 несут по два рецессивных гена устойчивости к патогену, к-31503 защищен тремя рецессивными генами. 

146-154 45
Аннотация

Актуальность. Мучнистая роса относится к числу вредоносных заболеваний зерновых культур. Ежегодные потери урожая могут достигать 10–15%, а в годы эпифитотий – и 30%.

Цель данной работы – обобщить многолетние данные полевых и лабораторных исследований устойчивости к мучнистой росе образцов яровой мягкой пшеницы из Скандинавских стран, представленных в коллекции ВИР, а также выявить образцы, не поражаемые патогеном на всех фазах развития.

Материал и методы. Оценена динамика взрослой и проростковой устойчивости к мучнистой росе 279 образцов яровой мягкой пшеницы из Скандинавских стран. Реакцию образцов оценивали к природной популяции гриба с 1961 по 2019 г. Полевые и лабораторные исследования устойчивости к патогену проводили согласно методическим указаниям ВИР.

Результаты. Анализ базы оценочных данных отдела генетических ресурсов пшеницы ВИР установил, что многие образцы устойчивы к мучнистой росе в поле с 1970 по 1990 г. Полевые и лабораторные изучения 105 стародавних и современных скандинавских сортов пшеницы выявили образцы, характеризующиеся устойчивостью к патогену на всех фазах развития. Полученные данные были перепроверены в 2012 и 2013 г.

Заключение. Шведские сорта ‘Sunnan’ (к-58177), ‘Canon’ (к-60992), ‘Sober’ (к-61080), ‘Dragon’ (к-61515), ‘Dacke’ (к63479) сохраняют устойчивость к популяциям гриба с 1993 г. Сорта ‘SW Vals’ (к-64433), ‘SW Milljet’ (к-64434), ‘SW Estrad’ (к-64435), ‘SW Vinjett’ (к-64436), ‘Zebra’ (к64707), ‘SW Kungsjet’ (к-66036), ‘SW Kronjet’ (к-66097), ‘Boett’ (к-66353) устойчивы на всехфазах развития с 2005 по 2019 г. 

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

155-162 63
Аннотация

Актуальность. Основой молекулярного анализа является ДНК высокого качества. Для ее выделения используют разные наборы или классические способы. Массовый анализ ДНК, при ее выделении с помощью наборов является дорогостоящим процессом. Поэтому целью нашего исследования был поиск относительно недорогого способа выделения ДНК хорошего качества из листьев разных сортов чабреца.

Материалы и методы. Для исследований использовали листья растений чабреца (Thymus mastichina L. cорт ‘Светлячок’, T. striatus Vahl. сорт ‘Юбилейный’, T. vulgaris L. сорт ‘Фантазия’, T. vulgaris сорт ‘Ялос’), культивируемые в коллекции Никитского ботанического сада. C использованием световой микроскопии на поперечных срезах листьев изучали анатомическое строение органов, локализацию включений с эфирным маслом. Эфирное масло извлекали на аппаратах Гинзберга, фенольные соединения определяли с помощью реагента Фолина – Чокальтеу. ДНК выделяли с применением коммерческих наборов и классических способов с цетилтриметиламмоний бромидом (ЦТАБ) и поливинилпирролидоном (ПВП). Качество ДНК оценивали спектрофотометрически, с помощью электрофореза и ПЦР.

Результаты. В мезофилле листовой пластинки четырех сортов чабреца выявляли включения с эфирным маслом. Содержание эфирного масла и фенольных соединений варьировало между сортами. Спектрофотометрический анализ показал, что классический способ с ЦTAБ и добавлением 2% ПВП позволяет получить ДНК хорошего качества длиной более 52000 пн.

Заключение. Среди исследованных наборов и способов, ЦTAБ + 2% ПВП обеспечивал необходимый выход и качество ДНК, подходящей не только для ПЦР, но и, предположительно, для подготовки геномных библиотек. Относительно недорогие реагенты для этого метода делают его пригодным для будущего массового анализа растительного материала. 

163-165 44
Аннотация
Изучены гербарные коллекции рода Camelina Crantz (Cruciferae) Института общей и экспериментальной биологии АНМ (UBA) и Ботанического института имени В.Л. Комарова РАН (LE). В фонтах упомянутых гербариев хранятся материалы по трем (C. caucasica (Sinsk.) Vass., C. sativa (L.) Crantz, C. sylvestris Wallr.) видам этого рода из Монголии и четырем (C. sativa, C. linicola Schimp. et Spenn., C. microcarpa Andrz., C. sylvestris) с территории Китая.
166-170 42
Аннотация

Актуальность. Одним из самых распространенных заболеваний земляники садовой является серая гниль ягод. Она способна уничтожить во влажные сезоны, наблюдавшиеся на Среднем Урале в последние годы, более половины урожая. В первую очередь поражаются ягоды наиболее крупных, товарных размеров. Данное заболевание не приводит к гибели растения, возможно поэтому исследований данной проблемы немного. Известно, что сорта земляники с плотными ягодами менее восприимчивы к поражению серой гнилью и могут использоваться в селекционной работе в качестве исходных форм. В коллекционном фонде земляники на Свердловской селекционной станции садоводства данных сортообразцов немного, в основном зарубежной селекции, со слабой зимостойкостью, не позволяющей включать их в скрещивания в качестве материнской формы.

Материалы и методы. Объектами исследований являлись 19 отборных сеянцев, полученных от скрещивания различных по плотности ягод исходных форм. Контрольный сорт – ‘Фестивальная’. Исследования проводились согласно общепринятым методикам.

Результаты и заключение. Выявили устойчивые к заболеванию сеянцы с комплексом отдельных хозяйственно ценных признаков. Для использования в селекции на устойчивость к серой гнили в качестве материнской формы выделен сеянец 2-45-10 (Соловушка × Dukat). Данный сеянец, по сравнению с контрольным сортом ‘Фестивальная’, характеризуется высокой зимостойкостью, урожайностью, крупноплодностью. Сеянцы 2-54-11 (Амулет × Marmolada) и 3-45-10 (Соловушка × Dukat) могут быть использованы в скрещиваниях в качестве отцовских форм. 

ОБЗОРЫ

171-180 57
Аннотация
Создание гетерозисных гибридов является наиболее эффективным подходом к решению проблемы повышения продуктивности рапса (Brassica napus L.) – одной из ведущих масличных культур. При получении гибридных семян рапса широко используется цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС), позволяющая проводить контролируемую гибридизацию материнских и отцовских линий. В статье приведен обзор данных литературы о природе систем ЦМС рапса и их использовании в селекции. У рапса известно более 10 систем ЦМС аллоплазматической и гомоплазматической природы. Доказана связь этого признака с химерными митохондриальными генами, характеризующимися наличием новых транскрибируемых открытых рамок считывания (orf). Идентифицированы гены митохондрий, ассоциированные с ЦМС nap, pol, ogu, Nsa, а также ядерные гены Rf, восстанавливающие фертильность пыльцы. Разработаны системы молекулярных маркеров для идентификации индуцирующих ЦМС и восстанавливающих мужскую фертильность генов. При получении промышленных гибридов рапса в мире преимущественно используются системы ЦМС ogu, pol, MSL и inap. В Госреестре РФ сортов растений на 2019 год представлены гибриды рапса только иностранной селекции. Рассмотрены основные достижения исследований в области гибридной селекции рапса в России. В научных и селекционных учреждениях создан новый исходный материал для гетерозисной селекции рапса в различных регионах страны. Источники стерильности и восстановленияфертильности получены из учреждений Канады и Франции, а также выделены при скрининге рабочих коллекций. Установлено, что при переводе материнских линий гибридов на стерильную цитоплазму признаки структуры урожая не ухудшаются, но при переносе генов восстановления фертильности пыльцы в отцовские линии повышается содержание глюкозинолатов. Для ускорения селекционного процесса использованы дигаплоидные (андроклинные) линии, культура неоплодотворенных семязачатков in vitro. Получены экспериментальные гибриды с использованием ЦМС pol и ogu.
181-189 61
Аннотация
В статье приведены краткие сведения об истории коллекции конских бобов (Vicia faba L.) ВИР, ее составе, направлениях изучения и значении для отечественной селекции. Начало коллекции было положено в 1916 г. сборами Н. И. Вавилова на Памире. В настоящее время в коллекции 1733 образцов бобов из 67 стран мира, привлеченных путем обмена и выписки из зарубежных генбанков, полученных от селекционеров нашей страны и зарубежья, собранных в многочисленных экспедициях. Бобы конские – культура продовольственного (овощного) и кормового направлений использования, адаптированная к большому диапазону широт и высот. Большая часть коллекции представлена образцами кормового назначения. Главным принципом привлечения материала в коллекцию являются приоритеты отечественной селекции. В статье приведены сведения о ботаническом, эколого-географическом разнообразии коллекции бобов ВИР, актуальных вопросах ее изучения, а также использования в селекционном процессе. Описаны биологические особенности культуры, особенности овощных и кормовых образцов, исходный материал для актуальных направлений селекции. Представлен краткий анализ современного состояния селекции бобов в Российской Федерации и вклад ВИР в этот процесс, выразившийся не только в предоставлении исходного материала, но и в создании нескольких кормовых и овощных сортов. В настоящее время в Государственном реестре селекционных достижений РФ зарегистрировано 30 сортов бобов, из них 28 отечественной селекции.
190-202 50
Аннотация
Сохраняемая в ВИР коллекция генетических ресурсов картофеля является одним из первых в мире собраний образцов примитивных культурных видов – аборигенных сортов картофеля, возделываемых индейским населением стран Южной Америки. Самые старые образцы поступили в коллекцию в 1927 г. Примерно одна пятая часть коллекции (106 образцов из 573) является уникальным материалом, собранным в ходе экспедиций ВИР в Боливии, Колумбии, Эквадоре и Перу. Обнаруженное экспедициями ВИР разнообразие возделываемых высокогорных картофелей, согласно системе С. М. Букасова, относится к видам Solanum ajanhuiri Juz. et Buk., S. × chaucha Juz. et Buk., S. mammilliferum Juz. et Buk., S. phureja Juz. et Buk., S. rybinii Juz. et Buk., S. goniocalyx Juz. et Buk., S. stenotomum Juz. et Buk., S. tenuifilamentum Juz. et Buk., S. × juzepczukii Buk. и S. × curtilobum Juz. et Buk. В этой группе выделяют виды S. × ajanhuiri, S. phureja, S. stenotomum, которые по своим признакам наиболее близки ранним доместицированным формам клубнеобразующих видов рода Solanum L. В статье представлен аналитический обзор современного состава коллекции примитивных культурных видов картофеля и результатов их изучения за предшествующий период. Приведены эколого-географические характеристики мест возделывания культурных родичей картофеля, сведения об источниках поступления образцов в коллекцию ВИР. Масштабная оценка образцов примитивных культурных видов картофеля по комплексу признаков, проведенная в полевых и лабораторных опытах, отражает селекционный потенциал и является первичной информацией для проведения более углубленных исследований. Обсуждается значимость изучения S. phureja и близкородственных культурных видов для разработки фундаментальных проблем биологии растений. Накопленный объем данных позволяет сегодня осуществить точечный выбор образцов наиболее перспективных для молекулярно-генетического изучения разнообразия генофонда видов картофеля.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.