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 184, № 3 (2023)
Скачать выпуск PDF

МОБИЛИЗАЦИЯ И СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

9-20 173
Аннотация

Актуальность. В настоящей статье приведены результаты реализации комплексной программы, направленной на долгосрочное сохранение в криобанке Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) генотипированных образцов отечественных сортов картофеля, генетически идентичных номенклатурным стандартам.

Материалы и методы. В качестве материала для исследования выбраны экспланты 24 образцов сортов картофеля, выведенных в различных селекционных центрах РФ, сохраняющиеся в коллекции in vitro ВИР. Эти сорта имеют молекулярно-генетические паспорта и соответствуют номенклатурным стандартам сортов, хранящихся в гербарии ВИР (WIR). Криоконсервацию проводили с использованием метода дроплет-витрификации, несколько этапов которого были модифицированы в отделе биотехнологии ВИР.

Результаты и обсуждение. Частота посткриогенной регенерации у проанализированных 24 сортов в контрольных вариантах с краткосрочным погружением эксплантов в жидкий азот варьировала от 20,0 до 47,3% и у 9 образцов превышала 39% – современный уровень надежного долгосрочного сохранения образцов в криобанках. Данные статистического анализа не выявили достоверного влияния генотипа, а также календарных сроков проведения опытов на частоту регенерационной способности образцов. В результате проведенных экспериментов криоколлекция картофеля, сохраняемая в криобанке ВИР, была пополнена 24 образцами российских сортов. В статье анализируется состав и структура криоколлекции картофеля ВИР, которая в настоящее время включает 140 образцов.

ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ 

21-31 105
Аннотация

Актуальность. Анализ наследственных изменений важнейших агрономических показателей в определенные периоды необходим для оценки и улучшения селекционных программ основных культур, включая мягкую пшеницу.

Материалы и методы. Для оценки генетического эффекта селекции в Марокко получены и проанализированы данные по урожайности (GY) и содержанию белка в зерне (GPC) у 20 сортов мягкой пшеницы, созданных в период с 1980 по 2022 г., при выращивании в поле в 12 пунктах.

Результаты и обсуждение. Дисперсинный анализ показал высокозначимое влияние на изучаемые показатели факторов среды (E), генотипа (G) и значимое влияние их взаимодействия G × E (P < 0,001). По результатам анализа стабильности созданные за два последних десятилетия (2002–2012 и 2013–2022 гг.) сорта характеризуется наивысшими показателями изучаемых признаков и их большей стабильностью по сравнению с ранее созданными сортами, особенно в неурожайные годы. За 40 лет генетический эффект (GG) для урожайности семян (GY) составил 21,4 кг/га за каждый год (0,75% в год). Этот эффект со временем снижался, варьируя в пределах от 11% (с 1980–1990 по 1991–2001 гг.) до менее чем 7% (с 2002–2012 по 2013–2022 гг.). Генетический эффект в низко- и среднеурожайных условиях был наиболее выражен (17,34% и 6,88% за год соответственно) и оказался незначимым в высокоурожайных условиях (4,62% за год). За тот же период показатель GPC показал статистически незначимое снижение: –0,007% (–0,002% за год), в то время как показатели, производные от GY и GPC, указывали на высокий положительный генетический эффект селекции. Следует приложить больше усилий для достижения хорошего баланса между урожайностью и качеством семян новых сортов, учитывая отрицательную корреляцию между этими двумя признаками (r = –0,36; P < 0,001).

Заключение. Внедрение передовых технологий, таких как геномная селекция, соответствующая агротехника и более эффективные критерии отбора способны в будущем обеспечить одновременное повышение урожайности зерна и его качества.

32-40 99
Аннотация

Актуальность. Работа посвящена оценке и отбору гибридов кукурузы различного происхождения по хозяйственно значимым показателям, накоплению белка и масла в зерне для выращивания на территории Приморского края и использования в селекционной практике.

Материалы и методы. В ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки в 2017–2020 гг. изучено 22 гибрида кукурузы зернового использования различного эколого-географического происхождения. Проведена оценка по хозяйственно ценным признакам и биохимическим показателям, определены корреляционные связи между параметрами, рассчитана интегральная оценка гибридов кукурузы. Ранжирование гибридов выполнено относительно заданного идеала.

Результаты. Наивысшую интегральную оценку по комплексу хозяйственных признаков в условиях Приморского края получили гибриды кукурузы Р 7709, Р 8688 и Р 8523 (компания Pioneer), Си Ротанго (компания Syngenta). Больший процент накопления белка в зерне кукурузы отмечен при оптимальном сочетании тепла и влаги (ГТК 1,1); масла – при повышенном уровне влагообеспеченности почвы (ГТК 3,1). Максимальное содержание белка зафиксировано у гибрида Си Ротанго, масла – НУР, Ладожский 181 МВ, Р 7054. Выявлены прямые сильные корреляции урожайности с массой 1000 зерен и одного початка, выхода зерна с высотой прикрепления нижнего початка. Обратную слабую корреляцию наблюдали между биохимическими показателями с урожайностью, ФАО и выходом зерна.

41-50 101
Аннотация

Актуальность. В комбинационной селекции большой практический интерес представляет информация об уровне гетерозиса у гибридов яровой пшеницы по признакам продуктивности и устойчивости к засухе, а также возможность сохранения высоких значений признаков в более поздних поколениях.

Материалы и методы. В Федеральном аграрном научном центре Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого (ФАНЦ Северо-Востока, г. Киров) изучено 16 гибридных популяций F1…F4 и восемь родительских сортов яровой мягкой пшеницы по признакам продуктивности (полевой опыт) и засухоустойчивости (лабораторный опыт). Тип наследования признаков определен с помощью показателя «степень фенотипического доминирования» (hp). Статистическая обработка результатов проведена с помощью корреляционного и дисперсионного анализов.

Результаты. Гибриды, проявившие гетерозис в F1 по числу зерен с колоса, числу зародышевых корней в стрессовых условиях и сухой массе проростков, имели преимущество по этим показателям в поколениях F3…F4. Тип наследования массы 1000 зерен не определял уровень признака у гибридов старших генераций. Значимая отрицательная корреляция между числом зародышевых корней, сформированных при засухе, и урожаем зерна свидетельствует о трудности сочетания устойчивости и продуктивности в одном генотипе. Масса проростка в стрессовых условиях была положительно связана с полевой продуктивностью гибридов. Выделено семь перспективных комбинаций, сочетающих продуктивность и засухоустойчивость, большинство из которых проявили гетерозис одновременно по пяти признакам.

Заключение. Анализ гибридов ранних поколений по степени фенотипического доминирования количества зерен в колосе, числа зародышевых корней и сухой массе проростка может быть достаточно информативным для использования в селекционных программах.

51-60 88
Аннотация

Актуальность. Технология глубокой переработки зерна основана на применении процессов, обеспечивающих разделение сырья на различные компоненты и последовательную переработку этих компонентов в продукцию высокой потребительской стоимости. Годовой объем продукции глубокой переработки зерна составляет более 100 миллионов тонн. Крахмал, как наиболее ценный компонент перерабатываемого зерна, находит применение в пищевой промышленности, фармацевтике и в значительном количестве в технических целях.

Материал и методика. Материалом для полевых и лабораторных исследований являлись 17 производственных гибридов кукурузы селекции Научного центра зерна им. П.П. Лукьяненко. Содержание в зерновках крахмала и побочной продукции определяли фактическим извлечением нативного крахмала по методу, разработанному во Всероссийском научно-исследовательском институте крахмалопродуктов; селекционные испытания гибридов кукурузы проводили в степной зоне Кабардино-Балкарии в 2020/2021 г.

Результаты. Выделено 13 гибридов с массовой долей крахмала в пределах 70,0–73,2% СВ: КР210МВ, КР270МВ, КР377АМВ, КР385МВ, КР415МВ, РОСС198МВ, КР433МВ, КР514МВ, КР575МВ, ЛЮДМИЛА, РОСС190МВ, РОСС195МВ, КР425МВ. Из них урожайностью зерна в пределах 10–14 т/га характеризовались гибриды КР270МВ, КР315МВ, КР377АМВ, КР415МВ, КР514МВ, КР575МВ. В соответствии с полученными результатами в качестве исходного материала для селекции и перспективного сырья для глубокой переработки зерна могут быть рекомендованы гибриды: КР415МВ, КР393МВ, РОСС198МВ, которые позволяют при переработке извлекать крахмал в пределах 90,0–94,4%, и высокоамилозный гибрид КР315МВ с массовой долей амилозы в крахмале до 38,6% СВ крахмала.

61-69 90
Аннотация

Актуальность. Совместное использование различных методов преобразования данных и многомерного статистического анализа, учитывающего несколько переменных, повышает эффективность отбора перспективных генотипов земляники по комплексу признаков для промышленного и мелкотоварного производства.

Материалы и методы. Изучались 17 сортов земляники садовой короткого дня в период 2020–2022 гг. Анализ велся по признакам продуктивности (число ягод, масса ягод I порядка, средняя масса ягоды), товарного качества ягод (плотность мякоти ягоды, высота ягоды, диаметр ягоды) и общей массе ягод с растения. В математической обработке данных применялись двухфакторный дисперсионный анализ, метод главных компонент, кластерный анализ по алгоритму Уорда, критерий Вилкоксона.

Результаты. Установлена статистическая достоверность факторов «сорт» и «год» и эффекта их взаимодействия. Наибольшее влияние на изменчивость признаков оказал генотип сорта. Большая часть общей вариансы по комплексу признаков определилась пятью первыми главными компонентами. Кластерный анализ выделил две группы сортов. Исходные данные были преобразованы по наименьшей существенной разности НСР05 для получения нормированных индексов. С учетом критерия Вилкоксона по индексам проведено ранжирование сортов. При сопоставлении групп, построенных по средним и суммарным значениям нормированных индексов, с результатами кластерного анализа выделено 6 лучших сортов земляники по комплексу признаков.

Заключение. Объединенное применение многомерных методов и нормированных индексов позволило выделить наиболее перспективные для производства сорта земляники по урожаю и качеству ягод: ‘Олимпия’, ‘Нелли’, ‘Флоренс’, ‘Кемия’, ‘Джайв’ и ‘Альба’.

70-78 103
Аннотация

Актуальность. В НИИСХ Северного Зауралья основным направлением селекции яровой мягкой пшеницы остается выделение нового исходного материала и создание сортов с улучшенными хозяйственными признаками, повышенной устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды. Также селекционеры уделяют большое внимание экологической пластичности создаваемых сортов, которые минимально снижают урожайность при неблагоприятных условиях.

Материал и методы. Изучение 362 образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИР проводили на опытном поле НИИСХ Северного Зауралья в 2011–2016 гг. в контрастных климатических условиях. По комплексу хозяйственно ценных признаков выделено 30 среднеранних и среднеспелых генотипов. Экспериментальные данные обработаны методами математической статистики. Рассчитаны коэффициенты ранговой корреляции, индексы условий среды (Ii), показатель пластичности (bi), размах урожайности (d, %), гомеостатичность (H-st), гомеостаз (Hom), коэффициент отзывчивости (Кр).

Результаты. Установлено, что сорта с высокой потенциальной урожайностью, пластичностью и сильной реакцией на изменение условий среды: ‘Алтайская 110’ (к-65128), ‘Башкирская 28’ (к-64852), ‘AC Pollet’ (к-64975), ‘Челяба 75’ (к64871), ‘Aletch’ (к-65011), ‘Струна Мироновская’ (к-65016) рекомендуются для селекции интенсивных сортов. Образцы с небольшими величинами пластичности и менее выраженными показателями экологической изменчивости, выносливые к ухудшению условий среды: ‘Тарская 10’ (к-64996), ‘ФПЧ-Рpd-0s’ (к-65123), ‘Новосибирская 44’ (к-64867) возможно использовать для создания климатоустойчивых сортов.

Заключение. Для предварительной оценки сортов по изменчивости урожайности следует использовать показатели: Ymax, d, V, Кр, положительно сопряженные между собой и дающие довольно значимую информацию. Взаимодополняемые показатели: bi, S2di; и H-st, Hom, сопряженные между собой положительно, имеющие разнонаправленное действие, эффективны при комплексной оценке сортов по экологической изменчивости.

КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ 

79-89 104
Аннотация

Актуальность. Арахис можно успешно выращивать на юге РФ в условиях Краснодарского края и Астраханской области. В настоящее время в Госреестр РФ включено два сорта арахиса: ‘Отрадокубанский’ и ‘Астраханский 5’. Создание исходного материала для получения новых сортов арахиса, адаптивных к условиям выращивания в Краснодарском крае и Астраханской области, актуально.

Материалы и методы. Исследовали 57 коллекционных образцов арахиса разного происхождения. Трехлетнее изучение образцов по хозяйственно ценным признакам осуществляли в двух эколого-географических точках: в Краснодарском крае и Астраханской области. В качестве стандарта использовали сорт ‘Отрадокубанский’. Для статистической обработки данных применяли двухфакторный дисперсионный анализ.

Результаты и обсуждение. При изучении образцов арахиса выявили большой размах изменчивости хозяйственно ценных признаков. Наиболее стабильным признаком является масса 1000 семян. Доля генотипа в изменчивости продуктивности – от 30 до 40%. Выявлено большое влияние почвенно-климатических факторов и места выращивания на вызреваемость бобов. Выход семян в бóльшей степени зависит от генотипа (60–70%). Отобраны лучшие образцы по хозяйственно ценным признакам, представляющие ценный материал для селекции. Некоторые образцы обладают способностью давать хороший урожай либо в Астраханской области, либо в Краснодарском крае, другие – независимо от места выращивания. В результате проведенного исследования подтверждена возможность выращивания арахиса в Астраханской области со среднесуглинистыми почвами на поливе и в условиях Краснодарского края на черноземе без полива.

90-104 97
Аннотация

Актуальность. Сортимент скороспелых сортов, пригодных для выращивания в Нечерноземной зоне РФ, крайне ограничен. Основным методом отбора источников скороспелости для сельскохозяйственного производства и селекционных программ является оценка генофонда в требуемых условиях.

Материалы и методы. Объектом исследования служили образцы сои из коллекции ВИР (81 образец), охарактеризованные как раннеспелые в условиях Северо-Запада РФ. Исследования проводили в 2018–2020 гг. в условиях полевого опыта в Московской области РФ. Максимальные значения суммы активных температур выше 10°C за вегетационный период варьировали от 1642 до 2189°C.

Результаты. Дана оценка образцов по средней продолжительности межфазных периодов: «всходы – цветение» (37– 53 дня), «цветение – созревание» (50–85 дней) и «всходы – созревание» (81–130 дней). Крайние даты созревания образцов наблюдали 20 августа – 05 октября, максимальная длина периода от всходов до созревания составляла 93–139 дней. Большая часть изученных образцов характеризовалось коротким периодом «всходы – цветение». Различия между образцами по продолжительности вегетационного периода были обусловлены преимущественно разной длительностью периода «цветение – созревание».

Заключение. Погодные условия в средней полосе России позволяют стабильно получать урожай семян сои при их созревании не позднее I декады сентября. 32 образца из селекционных учреждений РФ, Беларуси, Польши, Германии, Швеции и США удовлетворяли этому условию в течение трех лет наблюдений. Выделенные образцы характеризовались коротким периодом «всходы – цветение» (37–48 дней) и продолжительностью периода «цветение – созревание» 50–66 дней. Они могут быть использованы в качестве источников скороспелости в селекции сои.

105-115 77
Аннотация

Актуальность. Изучение степени влияния окружающей среды на селекционно значимые признаки актуально в условиях изменения климата. Выявление стабильных образцов при оценке исходного материала в контрастных эколого-географических условиях способно повысить эффективность селекционной работы.

Материалы и методы. В контрастных условиях Майкопа и Астрахани в течение трех лет высевались 30 образцов фасоли из коллекции ВИР. Изучение восьми хозяйственно ценных признаков осуществляли согласно методике ВИР. Статистический анализ проводили методами ANOVA, корреляционного и регрессионного анализа. Экологическую стабильность продуктивности оценивали по S. A. Eberhart и W. A. Russell (1966).

Результаты и обсуждение. Изучение вариабельности признаков показало относительную стабильность продолжительности межфазного периода «посев – созревание» (средний коэффициент вариации – 10,9%) и массы 1000 семян (17,3%). Влияние генотипа было определяющим фактором изменчивости массы 1000 семян (67,6% дисперсии). Продолжительность периода вегетации, число бобов на растение, число семян в бобе и продуктивность больше зависели от условий среды. В обоих пунктах исследования продуктивность образца зависит от числа бобов (r = 0,80; 0,91), масса 1000 семян отрицательно связана с числом семян в бобе (r = –0,38; –0,47). Период вегетации в Майкопе зависит от периода «цветение – созревание» (r = 0,73); в Астрахани ‒ от «всходы – цветение» (r = 0,85). Установлено, что продолжительность межфазных периодов «посев – всходы» и «всходы – цветение» достоверно коррелирует со средней температурой (r = –0,87; 0,87 соответственно); продолжительность периода «цветение – созревание» от средней температуры не зависит.

Заключение. Выделены относительно стабильные образцы по признакам продуктивности и продолжительности периода вегетации, которые имеют как детерминантный, так и индетерминантный характер роста, что свидетельствует о перспективности селекционной работы с разными группами фасоли.

ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

116-124 100
Аннотация

Актуальность. Цель данной работы – изучение с помощью методологии Хаймана наследования некоторых количественных признаков, таких как количество бобов на растение, длина боба, средний вес боба и урожай бобов с растения у 15 диаллельных гибридов шести сортов овощной фасоли.

Материалы и методы. Исследования проводились в Экспериментальном центре Национального университета Колумбии – Пальмира (CEUNP). Использовалась рандомизированная полноблочная экспериментальная схема с четырьмя повторностями.

Результаты. Для большинства признаков, за исключением урожайности с одного растения, адекватной была аддитивно-доминантная модель. В контроле количества бобов на растение, длины боба и средней массы боба преобладали аддитивные эффекты (наследование по типу сверхдоминирования). Для большинства признаков наблюдалось неодинаковое соотношение генов с положительными и отрицательными эффектами в локусах (H1 < H2). Неравномерное распределение генов у родителей (H2/4H1) было ниже максимального значения (0,25), за исключением признака «количество бобов на растение». Отношение KD/KR указывало на преобладание рецессивных аллелей над доминантными для большинства признаков. Эффекты доминирования (h2) для большинства признаков свидетельствуют о том, что существенный вклад доминирования не был обусловлен гетерогенностью локусов по этим признакам. Наследуемость в узком смысле была умеренной или низкой. Значения коэффициента корреляции r (Yr; Wr + Vr) свидетельствовали о том, что доминантные гены отвечают за увеличение количества числа бобов на растение, а рецессивные гены – за увеличение длины боба и его средней массы.

Выводы. Традиционные методы селекции, такие как метод педигри, могут быть использованы для улучшения признаков длины бобов и среднего веса бобов, а для числа бобов на растение в работе с расщепляющимися популяциями необходимо использовать метод отбора единичных семян.

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ 

125-134 88
Аннотация

Актуальность. Результаты экологического испытания сортов являются основанием для районирования новых сортов и расширения зоны возделывания существующих сортов. Объектами экологического испытания в 2018–2020 гг. в Московском регионе были сорта тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) ‘Эней’ и ‘Миллениум’ селекции НИИСХ Крыма и ‘Васюринский’ селекции Северо-Кавказского филиала ВИЛАР.

Методы. Питомник заложен посадочным материалом вегетативного происхождения. Оценка фенологических, морфометрических параметров, показателей продуктивности сырья и структуры урожая проведена в фазе «массовое цветение» с использованием стандартных методик.

Результаты. Высота растений сорта ‘Васюринский’ – от 72 до 106 см, ‘Эней’ – от 43 до 56 см, ‘Миллениум’ – от 38 до 42 см. Урожайность сырья достигает 8,8–10,3 т/га свежей зеленой массы у крымских сортов, у сорта ‘Васюринский’ – 18,2 т/га. По урожайности зеленой и воздушно-сухой массы сорт ‘Васюринский’ превосходит сорта ‘Эней’ и ‘Миллениум’ в 1,7–2,9 и 1,5–2,6 раза соответственно. Содержание эфирного масла у сорта ‘Эней’ – 4,74% от абсолютно сухой массы сырья, что выше в 1,6–3,5 раза, чем у сортов ‘Миллениум’ (2,99%) и ‘Васюринский’ (1,35%). Содержание хамазулена в эфирном масле крымских сортов в 10–12 раз, кариофиллена и гермакрена D – в 2,5–3,1 раза выше, чем в эфирном масле сорта ‘Васюринский’.

Заключение. Все изученные сорта тысячелистника обыкновенного рекомендуются для промышленного возделывания в Центральном регионе Нечерноземной зоны РФ: для получения лекарственного сырья – сорт ‘Васюринский’, для получения эфирного масла – сорта ‘Эней’ и ‘Миллениум’.

135-145 98
Аннотация

Актуальность. Возделывание сортов яблони, обладающих устойчивостью к парше и высоким уровнем лежкости плодов при хранении, повышает экономическую эффективность и экологичность садоводства. Очевидно, что создание таких сортов является актуальной задачей.

Материал и методы. Материалом для исследований послужили 646 гибридных растений, полученных в шести гибридных комбинациях: Ренет Симиренко/Моди, Ренет Симиренко/Смеральда, Ренет Симиренко/Ренуар, Ренет Симиренко/Фуджион, Ренуар/Гренни Смит и Моди/Гренни Смит. Фенотипическую оценку устойчивости к парше проводили на естественном инфекционном фоне в течение двух лет с использованием количественной шкалы. Для идентификации гена Rvi6 проводили ПЦР-анализ с праймерной парой VfC1+VfC2, для гена Md-ACS1 использовали известный SCAR-ДНК-маркер. Критерий хи-квадрат использовали для статистической оценки достоверности данных.

Результаты. На основании ДНК-маркерного анализа идентифицировали 328 растений, несущих доминантный аллель гена Rvi6. Молекулярно-генетический анализ по гену Md-ACS1 позволил выявить 190, 322 и 126 растений, несущих аллельные варианты Md-ACS1-2/2, Md-ACS1-1/2 и Md-ACS1-1/1 соответственно. Среди образцов с доминантным аллелем гена устойчивости к парше Rvi6 идентифицировали 92 образца, обладающих селекционно приоритетным аллелем в гомозиготе (Md-ACS1-2/2), и 143 образца, являющихся гетерозиготными (Md-ACS1-1/2), которые также представляют ценность для селекции.

Заключение. В результате выполнения работы был получен широкий перечень образцов яблони, несущих селекционно ценные аллели гена устойчивости к парше Rvi6 и гена Md-ACS1. Наличие гибридных форм, несущих приоритетные аллели одновременно двух генов хозяйственно важных признаков, позволит усилить селекционную работу по созданию устойчивых к парше сортов яблони с повышенной лежкоспособностью плодов. Образцы с наилучшими сочетаниями аллелей целевых генов, наряду с использованием в селекционном процессе, представляют также ценность как комплексные доноры.

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

146-160 112
Аннотация

Актуальность. С помощью современных молекулярно-генетических методов анализа можно существенно ускорить процесс создания новых сортов, упростить и повысить точность оценки исходного материала. В настоящей работе изучена эффективность использования техник SSR- и SCoT-маркирования для оценки генетической структуры коллекции образцов райграса пастбищного и однолетнего и определения набора сортоспецифичных маркеров для ДНК-идентификации.

Материалы и методы. Геномную ДНК выделяли из суммарной навески 30 проростков от каждого из 15 исследуемых образцов с помощью модифицированного SDS-метода. Для анализа сортов райграса использовали 20 SSR- и 22 SCoT-маркера. Определили показатели эффективности для информативных локусов. Генетические взаимосвязи между сортами оценили с помощью дендрограммы, составленной методом Neighbor-Joining (NJ), и путем анализа на основе байесовской модели.

Результаты. Для оценки генетического полиморфизма видов и сортов райграса были отобраны 7 SSR-локусов, для которых выявлено 110 аллельных вариантов (34 аллели оказались уникальными для отдельных сортов), и 9 SCoT-локусов, для которых выявлено 78 полиморфных фрагментов амплификации (28 из них являлись сортоспецифичными). Дендрограмма сходства и моделирование в программе Structure v.2.3.4 по результатам SSR- и SCoT-анализов распределили сорта согласно видовой принадлежности, уровню плоидности, происхождению и сходству по основным признакам. С помощью анализа главных координат (PCoA), проведенного на основе объединенных данных бинарных матриц, построена многомерная диаграмма генетических взаимосвязей между сортами райграса.

Заключение. Системы SSR- и SCoT-маркирования оказались достаточно эффективными для изучения генетического полиморфизма и различения видов и сортов райграса. Обнаружены уникальные ДНК-профили, которые можно использовать для генетической идентификации. Результаты исследования имеют практическую значимость при сортовой идентификации и в селекции сортов разного назначения.

СИСТЕМАТИКА, ФИЛОГЕНИЯ И ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

161-168 83
Аннотация

Представлен сравнительный анализ видового состава сегетальной флоры обследованной территории степной зоны Краснодарского края и сегетальной флоры всего Краснодарского края, выявленной по материалам многочисленных научных публикаций. Основная часть флористических спектров обеих сегетальных флор совпадает по составу десяти ведущих семейств, что свидетельствует об их единстве. Лидирующие позиции в группе ведущих семейств сравниваемых списков занимают семейства Asteraceae Dumort., Poaceae Barnhart, Fabaceae Lindl. и Brassicaceae Burnett. Рассмотрена флористическая общность видового состава сорных растений между сегетальными флорами в посевах разных типов полевых культур. Кроме того, определены виды с высокой степенью постоянства в агроценозах каждой полевой культуры. Выявленные виды являются объектами фитосанитарного риска для целого ряда полевых культур или некоторых из них в степной зоне Краснодарского края. Наиболее распространенными сорными растениями в посевах всех обследованных культур являются вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia L.), бодяк щетинистый (Cirsium setosum (Willd.) Bess.), просо куриное (Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.). Информация о прогнозируемых широко распространенных видах в посевах определенной культуры позволит планировать объемы производства или закупки средств защиты, ориентируясь на группы доминирующих по распространению видов, предвидеть возможные изменения при переформатировании структуры посевных площадей, нарушениях мелиоративной системы и схем севооборотов и т. п.

169-177 85
Аннотация

Актуальность. Caltha palustris L. известна как лекарственное, пищевое, декоративное растение. Это циркумбореальный вид, гигрогелофит. Благодаря экологической специфике данный вид может быть использован для изучения реакции растений на резкую смену условий при переносе в культуру. Цель настоящей работы – оценка изменчивости фенологических и морфологических признаков C. palustris в условиях лесостепи Западной Сибири.

Материалы и методы. Исследованы фенотипические признаки местной популяции и образцов, привлеченных из Кемеровской области и Алтайского края. Фенологические наблюдения проведены по общепринятой методике для травянистых многолетников. Морфометрические данные обработаны в программе PAST с использованием статистических показателей: средняя арифметическая с ошибкой (M ± mM), минимальное и максимальное значения признака (lim), коэффициент вариации (Cv). Достоверность различий оценивали на 5-процентном уровне значимости по критерию Стьюдента (Pt), а для признаков, отклоняющихся от нормального распределения, – с помощью критерия Манна – Уитни (PMW) по медианным значениям признака (Me) также на 5-процентном уровне значимости.

Результаты и выводы. Изученные образцы значительно различаются по срокам и длительности фенофаз. Растения местной популяции позже отрастают и продолжительно цветут из-за варьирования микроусловий. Растения в коллекции образуют вторую генерацию розеточных побегов, способны к длительной вегетации, при этом алтайский образец отличается поздним развитием и короткими фенофазами. По морфологическим признакам побега все образцы существенно различаются. При интродукции растения калужницы произрастают в неоптимальных для этого вида экологических условиях и потому уступают местной популяции (особенно алтайский образец) в высоте побега, размерах листьев, числе цветков. Ввиду высокой индивидуальной и межпопуляционной вариабельности признаков перспективна мобилизация C. palustris из разных природных популяций для отбора наиболее декоративных и устойчивых в культуре образцов.

 

ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

178-186 80
Аннотация

Актуальность. Ячмень – одна из древних культур, которую в настоящее время возделывают более чем в 100 странах мира. Высокая адаптивность позволяет выращивать его в неблагоприятных для многих других сельскохозяйственных растений условиях среды. В то же время отрицательное влияние на урожайность и качество зерна могут оказывать грибные болезни. Негативное воздействие на растения ячменя оказывает большое число патогенов. Одним из наиболее вредоносных является гриб Blumeria graminis (DC.) Golovin ex Speer f. sp. hordei Marchal. Патоген может преодолевать устойчивость сортов, что приводит к значительным потерям урожая. Необходим постоянный поиск новых эффективных источников устойчивости к мучнистой росе для селекции ячменя.

Материал и методы. На взрослой стадии развития растений исследовали 950 коллекционных образцов ячменя из Восточноазиатского центра формообразования культуры. Скрининг и скрещивания экспериментального материала проводили на полях научно-производственной базы «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР» (Санкт-Петербург, Пушкин). Изучение генетического контроля устойчивости ячменя к B. graminis выполняли при искусственном заражении растений северо-западной популяцией гриба в климатической камере. При скрининге использовали балловые шкалы.

Результаты и выводы. Слабое развитие B. graminis в период колошения наблюдалось на растениях 38 образцов ячменя из Восточноазиатского генцентра. Высокой устойчивостью на всех стадиях развития характеризуются 20 генотипов, которые могут быть использованы в селекционных программах. Гены устойчивости 18 выделившихся форм различаются по эффективности на ювенильной стадии развития и в период колошения. Образцы к-3433, к-10931, к-10934, к-11608, к-17545, к-20272, к-20279, к-20354 и к-27867 имеют по одному доминантному гену устойчивости. Образцы к-11608, к-12278 и к-17545 защищены тождественным геном, а устойчивость образца к-3433 обусловлена геном, отличающимся от генов, имеющихся у образцов к-10931 и к-20279.

187-195 90
Аннотация

Актуальность. Расширение генетического разнообразия генофонда вида Triticum aestivum L. за счет использования чужеродного хроматина, в том числе и от вида Triticum durum Desf., является важным элементом создания сортов мягкой пшеницы, отвечающих современным требованиям.

Материалы и методы. В изучение были включены интрогрессивные линии яровой мягкой пшеницы Л153, Л154 и Л155, созданные с участием сортов яровой мягкой пшеницы ‘Л503’ и ‘Л505’ и яровой твердой пшеницы мексиканской селекции ‘Yazi10’ и ‘Tarro’. Оценка линий включала фитопатологические, фенологические, генетические и технологические исследования, которые проводили по общепринятым методикам как в полевых, так и в лабораторных условиях. Для идентификации Lr-генов устойчивости к Puccinia triticina Erikss. sp. tritici у исследуемых линий использовали 17 ДНК-маркеров. Все полученные данные подвергали статистическому анализу, используя пакет селекционно-генетических программ Agros-2.10.

Результаты. Исследования интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы Л153, Л154 и Л155, созданных с участием сортов твердой пшеницы ‘Yazi10’ и ‘Tarro’, показали, что устойчивость этих линий к возбудителю листовой ржавчины обусловлена Lr-генами от сортов твердой пшеницы. Установлено влияние донора генов, а также сортов-реципиентов на ряд хозяйственно полезных признаков. Отмечен сорт-реципиент ‘Л505’, имеющий хорошие комбинационные способности.

Заключение. Интрогрессия хроматина от твердой пшеницы в генофонд яровой мягкой пшеницы позволила создать линии, устойчивые к местной популяции возбудителя листовой ржавчины, а также к некоторым тест-клонам этого патогена. Эти линии могут быть использованы как доноры неидентифицированных Lr-генов. Кроме этого, линия Л154 сочетает в себе хорошую продуктивность зерна и качество получаемой продукции.

196-206 112
Аннотация

Актуальность. Пятнистости зерновых культур – чрезвычайно вредоносные болезни в агроценозах Тамбовской области, существенно снижающие урожайность зерна. Цель работы – идентификация устойчивых к болезням сортов и линий яровой мягкой пшеницы, созданных в Среднерусском филиале ФНЦ имени И.В. Мичурина.

Материалы и методы. Материалом для исследования служили 3 сорта и 23 линии яровой мягкой пшеницы. Проростковую устойчивость образцов к болезням оценивали в лаборатории, взрослых растений – на естественном инфекционном фоне в 2020–2022 гг. С помощью молекулярного маркера Xfcp623 детектировали присутствие аллеля Tsn1, контролирующего чувствительность к токсину грибов PtrToxA.

Результаты и выводы. Выделили образцы, обладающие высокой устойчивостью к Zymoseptoria tritici (Л-8252, Л-82/60, Л-8107, Л-8078(23), Л-43-9, Л-43-1, Л-4, Stb-8/15, Stb-7/15, Stb-92); Parastagonospora nodorum (Stb-97, Stb-89, Stb-89(a), Stb-90, Stb-34, Rl-6-22); P. pseudonodorum (Л-8134, Л-8114, Л-82/60, Л-8107, Stb-10/15, Stb-9/15, Stb-8/15, Stb7/15, Stb-97, Stb-89, Stb-89(a), Stb-90, Stb-34, Rl-6-22); Pyrenophora tritici-repentis (Л-8252, Л-8107, Л-43-9, Л-43-1, Л-4, Stb-10/15, Stb-9/15, Stb-97, Stb-92, Stb-92(a), Stb-89, Stb-89(a), Stb-34) и Bipolaris sorokiniana (Л-8114, Л-82/60, Л-43-9, Л-43-1, Л-4, Stb-90, Stb-34, Rl-6-22). Сорта и селекционные линии характеризовались групповой устойчивостью к двум (сорта ‘Тамбовчанка’, ‘Памяти Плахотника’; линии Л-8252; Stb-92, Л-8114, Stb-10/15; Stb-9/15, Stb-8/15; Stb-7/15), трем (линии Л-82/60, Л-8107, Л-43-9; Л-43-1; Л-4, Stb-97; Stb-89; Stb-89(a), Stb-90; Rl-6-22; сорт ‘Среднерусская’) и четырем (линия Stb-34) патогенам. Линии Л-8252, Л-8134, Л-82/60, Л-8107, Л-8078 (23), Л-43-9, Л-43-1, Л-4, Stb-89, Stb-90, Stb-34, Л-33809-7-3 несут рецессивный аллель tsn1 и следовательно защищены от токсина PtrToxA четырех грибов: Parastagonospora nodorum, P. pseudonodorum, Pyrenophora tritici-repentis и Bipolaris sorokiniana.

 

207-213 90
Аннотация

Актуальность. Вироид веретеновидности клубней картофеля PSTVd (potato spindle tuber viroid) – самый мелкий из всех известных возбудителей болезней картофеля – является кольцевой молекулой однонитевой РНК. Симптомы, вызываемые PSTVd, приводят к существенному снижению урожая клубней или гибели растения. Установлено, что вироидная инфекция запускает процесс «сайленсинга» генов хозяина и индуцирует симптомы болезни растения с помощью vd-sRNA. Одной из мишеней вироида является ген картофеля StTCP23, который кодирует фактор транскрипции. Целью исследования являлась оценка влияния инокуляции растений картофеля сорта ‘Colomba’ штаммом NicTr-3 вироида PSTVd на экспрессию гена StTCP23 в инфицированном растении.

Материалы и методы. Растения картофеля сорта ‘Colomba’ инокулировали соком из листьев растений томата сорта ‘Rutgers’, в котором поддерживали штамм NicTr-3 вироида PSTVd. Факт заражения подтверждали методом ОТ-ПЦР со специфичными праймерами. Разнообразие молекул в популяции вироида выявляли с помощью клонирования и последующего секвенирования клонов вироида. Экспрессию гена StTCP23 в инфицированных растениях картофеля оценивали методом количественной ПЦР относительно гена фактора элонгации ef1α.

Результаты. Фенотипические проявления заражения сорта ‘Colomba’ штаммом NicTr-3 вироида PSTVd не выявлены, тогда как факт заражения подтвержден молекулярными методами. Установлено присутствие 10 мутаций в отдельных вариантах штамма NicTr-3, ответственных за снижение агрессивности штамма. Показано повышение экспрессии гена StTCP23 в листьях растений картофеля сорта ‘Colomba’, инокулированных штаммом NicTr-3, по сравнению с контролем.

Заключение. Механизм взаимодействия вироида и гена StTCP23 в зараженном растении картофеля не является универсальным и зависит как от генотипа сорта картофеля, так и от штамма вироида. Для доказательства существования специфических механизмов взаимодействия генотипа сорта и генотипа штамма вироида необходимы дополнительные исследования.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ 

214-220 99
Аннотация

Актуальность. Интродукция нетрадиционных культур, обладающих ценными потребительскими характеристиками, является одним из путей сохранения здоровья и увеличения продолжительности жизни человека. Cornus mas L. выращивается в Европе, в Средней Азии и на Ближнем Востоке. Однако селекция и промышленное возделывание данной культуры развиты слабо. Цель данной работы – анализ эколого-биологических особенностей и итоги интродукции С. mas для обоснования использования потенциала хозяйственно ценных признаков в селекции и озеленении в условиях Орловской области.

Материалы и методы Объекты исследования – экземпляры C. mas, произрастающие в коллекции дендрария ВНИИСПК с 1968 г. Исследования проводились с 2012 по 2021 г. по общепринятым методикам; степень декоративности – по методике О. Ю. Емельяновой.

Результаты и заключение. В условиях дендрария C. mas имеет хорошую жизненность, активный рост, высокую степень устойчивости к повреждающим климатическим факторам зимнего периода, устойчивость к поражениям болезнями и повреждениям вредителями. Сумма эффективных температур для начала фазы «цветение» C. mas – 46,6 ± 2,0°С. Срок начала цветения – 15 апреля (± 7 дней), продолжительность – 17 ± 5 дней. Степень цветения ежегодно высокая (4,8–5,0 баллов), степень плодоношения хорошая (3,8–4,1 балла). Пики степени декоративности C. mas наблюдаются в апреле и в августе. Период декоративности C. mas – 208 (± 12) дней. Анализ эколого-биологических особенностей С. mas в условиях Орловской области показал перспективность интродукции данного вида. Создание и изучение коллекционных фондов из сортов C. mas соседних регионов послужит базой для успешной селекции на получение новых сортов с хозяйственно ценными признаками для условий центральной России.

ОБЗОРЫ 

221-232 128
Аннотация

Актуальность. В зависимости от сорта, почвенно-климатических и агротехнических условий возделывания, качественный состав зерна пшеницы различается. Аллельный состав глютенинов сортов мягкой пшеницы – важный параметр при анализе и управлении генетической структурой. В связи с этим возникает интерес к изучению генетического разнообразия аллелей высокомолекулярных субъединиц глютенина (HMW-GS) у сортов мягкой пшеницы из Европы, Азии, Африки и Америки.

Материалы и методы. Общее разнообразие аллелей в глютениновых локусах Glu-1 оценивалось согласно расчету индекса Нея (Н). На основе этого показателя и использования кластерного анализа осуществлялось распределение сортов пшеницы разного эколого-географического происхождения в относительно однородные группы.

Результаты. У сортов пшеницы из Польши, Германии, Франции, Испании, Португалии, Турции, Ирана, Пакистана, Индии, Китая и Алжира (I группа) индекс Нея в среднем составил 0,59, а у сортов из США, Мексики, Аргентины, России, Казахстана, Эфиопии, Чехии, Венгрии, Болгарии, Афганистана и Северной Кореи – 0,42 (II группа). Выделенные группы сортов пшеницы отличились по частоте встречаемости субъединиц глютенина по каждому локусу Glu-1: I группа – N, 7+9, 2+12; II группа – 2*, 7+9, 5+10.

Заключение. Сорта пшеницы из II группы в среднем имели низкий уровень изменчивости аллельных генов в соответствующих локусах. Это говорит о высоком качестве зерна у этих сортов и наибольшей вероятности их генетического обеднения в сравнении с сортами из I группы, где большая часть сортов описана комбинацией низкокачественных субъединиц глютенина.

 

ИСТОРИЯ АГРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВИР. СЛАВНЫЕ ИМЕНА 

233-239 88
Аннотация

В 2023 году исполнилось 95 лет со дня рождения Всеволода Леонидовича Витковского – видного ученого-плодовода, доктора биологических наук, профессора, старейшего сотрудника отдела генетических ресурсов плодовых культур ВИР.

 
240-245 128
Аннотация

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова издает практически все традиционные для научных институтов виды изданий. Начиная с 20-х годов прошлого века ВИР регулярно издает методические рекомендации (указания).

Данные издания в течение более 100 лет имеют свою специализированную аудиторию, все методические рекомендации (указания) представляют собой совокупность документов по изучению, сохранению и пополнению уникальной коллекции мировых генетических ресурсов ВИР, селекции, семеноводству, выращиванию, устойчивости к болезням и вредителям отдельных культур, гербаризации растений, длительному хранению семян, методам в биохимических, микологических, фитопатологических, генетических и биотехнологических исследованиях и многим другим вопросам. Издания нашли широкое применение в работе сотрудников ВИР и филиальной сети, а также востребованы учеными, специалистами, преподавателями, аспирантами и студентами Российской Федерации.

В связи с повышенным интересом, Редакция журнала «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции» приняла решение опубликовать «Список основных методических рекомендаций (указаний) ВИР за 2000–2022 гг.». Для удобства пользования материал расположен в хронологическом порядке. В список частично вошли методические рекомендации (указания), изданные другими научно-исследовательскими учреждениями при участии авторов, являющихся сотрудниками ВИР. Мы надеемся, что список окажется полезным нашим читателям и авторам научных статей. Список составлен сотрудниками библиотечно-издательского отдела ВИР.



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