Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск
Том 181, № 4 (2020)
Скачать выпуск PDF

ОТ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА

9-13 46
Аннотация
В 2020 году мировая научная общественность отметила ряд юбилейных дат рождения выдающихся ученых и годовщин научных мировых открытий и событий. Столетие назад, в 1920 году, профессор Николай Иванович Вавилов (1887–1943) провозгласил один из значимых законов генетической науки – закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ

14-21 53
Аннотация

Актуальность. Взаимодействие факторов «генотип – среда» затрудняет отбор селекционного материала. Для уменьшения его влияния исследователи разработали различные способы классификации сред. Ранее было предложено использовать коэффициенты корреляции между урожайностью одних и тех же сортов, выращенных в ряде сред, для классификации этих сред.

Цель работы заключалась в классификации лет на основе корреляции урожайности специально подобранного набора сортов яровой мягкой пшеницы и проверке применимости данной группировки для селекционного материала в питомниках.

Материалы и методы. Материалом исследования являлись сорта, линии и селекционные образцы коллекционного питомника, конкурсного испытания и гибридных популяций соответственно. Исследование проведено с 2010 по 2017 г. В качестве основы для классификации лет использован корреляционный анализ урожайности 19 маркерных сортов различного эколого-географического происхождения. Полученные коэффициенты корреляции для урожайности маркерных сортов и урожайности селекционных образцов в питомниках для тех же пар лет сравнивали с помощью U-критерия Манна – Уитни.

Результаты. Рассматриваемые годы классифицированы на три группы: 1) 2010, 2013 г.; 2) 2011, 2012 и 2014 г.; 3) 2015, 2016 и 2017 г. Коэффициенты корреляции урожайности маркерных сортов и урожайности образцов из остальных питомников для рассматриваемых лет достоверно не различались. Следовательно, типизация лет на основе реакций маркерных сортов может быть справедливо применена к остальному селекционному материалу.

Заключение. Предлагается формировать и использовать набор маркерных сортов в экологическом испытании для получения дополнительной информации о целевых средах и более надежного принятия решений о браковке селекционного материала. 

22-28 54
Аннотация

Актуальность. Изучение адаптивности культурных растений и их диких родичей к различным условиям среды вызвано глобальным изменением климата. Внедрение адаптивных сортов пшеницы, устойчивых к стрессовым факторам среды, – основа получения стабильных урожаев. В статье приведены результаты оценки адаптивного потенциала аборигенных и созданных в разные годы селекционных сортов пшеницы твердой Азербайджана.

Материалы и методы. Опыты проводили в предгорной зоне Нагорного Ширвана, в условиях необеспеченной богары – Гобустанской ЗОС Аз. НИИ земледелия. В 2012– 2014 гг., контрастных по погодным условиям, были проанализированы урожайность и элементы ее структуры. По методике ВИР были изучены 42 образца пшеницы твердой, из них 10 сортов народной селекции. Годы изучения резко различались по количеству выпавших осадков. Для оценки условий вегетационного периода использовали гидротермический коэффициент Селянинова.

Результаты. По комплексу агробиологических признаков выделились в основном современные сорта полуинтенсивного типа. Рассчитанные значения коэффициентов адаптивности (0,81–1,23) свидетельствовали о высокой степени выраженности реакции образцов на неблагоприятные условия. Аборигенные ‘Аг бугда’, ‘Бозах’ и старые селекционные сорта ‘Арандани’, ‘Аг бугда 13’, ‘Кахраба’, ‘Мирбашир 50’, а также относительно новые ‘Каракылчык 2’ и ‘Баракатли 95’ имели наиболее высокие коэффициенты адаптивности. Из них первые показали стабильную урожайность, а два последних также устойчивость к стрессовым факторам.

Заключение. В условиях умеренно континентального климата и богарного земледелия Нагорного Ширвана у сортов пшеницы твердой урожайность зависит от числа и массы зерен в колосе. Выделившиеся по адаптивности сорта рекомендуем включить в скрещивания для создания новых, пластичных сортов пшеницы твердой. 

29-36 60
Аннотация

Важным направлением развития растениеводства является интродукция новых овощных растений, одним из которых является батат – Ipomoea batatas (L.) Lam. Целью наших исследований являлась генетическая и биологохозяйственная оценка образцов батата в коллекции Отдела интродукции и акклиматизации растений Удмуртского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук (УдмФИЦ УрО РАН).

В ходе исследования изучен полиморфизм ДНК 16 образцов I. batatas на основе ISSR-маркирования. Выявлено, что все образцы представляют собой разные генотипы, а полученный в результате почковой мутации образец ВМ 17 по своему генотипу существенно отличается от исходного образца.

Проведено изучение 16 образцов батата в мелкоделяночном полевом опыте. Результаты биологической и хозяйственной оценки свидетельствуют о перспективности возделывания батата на территории Удмуртской Республики для получения товарных клубней. Продуктивность образцов составила от 140 до 2700 г на растение. Выделены группы по продуктивности: низкопродуктивные (масса клубней на одном растении до 500 г) – 5 образцов; среднепродуктивные (500–1000 г) – 7 образцов; высокопродуктивные (более 1000 г) – 4 образца. На основании проведенных исследований для Среднего Предуралья рекомендованы для выращивания 11 образцов батата: Афганский, Белый НБС, Бразильский, Винницкий розовый, ВМ 17, Дружковский, Любительский, Победа 100, Фиолетовый Сочи, ‘Je wel’, ‘Bayou Bell’. 

37-43 53
Аннотация

Актуальность. Представители рода Allium L. – ценные пищевые и лекарственные растения, издавна используемые для питания и поддержания здоровья человека. Современными исследованиями доказана их высокая биологическая активность. Ранее нами изучен биохимический состав надземных органов ряда дикорастущих видов лука в фазе потребительской спелости. Показано, что содержание вторичных метаболитов выше у гемиэфемероидов A. aflatunense B. Fedtsch., A. microdictyon Prokh. и A. rosenbachianum Regel. Цель настоящей работы заключалась в определении содержания групп биологически активных веществ в зеленой массе гемиэфемероидных видов Allium в фазе цветения.

Материалы и методы. Исследовали свежесобранное сырье – листья и цветочные стрелки. Содержание сухих веществ определяли высушиванием 1 г сырья при 100– 105°C до постоянной массы. Количество фенольных соединений, пектиновых веществ, общих сахаров и каротиноидов определяли спектрофотометрически на приборах СФ-56 (Россия) и СФ Agilent 8453 (США), аскорбиновой кислоты – титриметрическим методом. За результат принимали среднее значение из трех параллельных определений по каждому показателю, рассчитанному (кроме аскорбиновой кислоты) на абсолютно сухую массу сырья.

Результаты и выводы. Установлено, что зеленая масса исследованных видов Allium содержит: 8,2–16,2% сухих веществ; 4,5–12,0% фенольных соединений (катехинов, флавонолов, танинов); 6,9–32,4% общих сахаров; 9,5–12,6% пектиновых веществ (пектинов и протопектинов); 20,8–102,5 мг% каротиноидов, а также 38,0–197,7 мг% аскорбиновой кислоты (на сырую массу). Значительный диапазон варьирования количества вторичных метаболитов обусловлен видовыми особенностями и влиянием погодных условий вегетационного периода. При этом у A. microdictyon выше содержание сухих веществ, флавонолов и танинов, у A. aflatunense и A. rosenbachianum – аскорбиновой кислоты и сахаров. Полученные данные указывают на перспективы дикорастущих видов Allium как источника различных биологически активных соединений. 

44-55 61
Аннотация

Актуальность. Коллекция ячменя Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР), являясь основным источником селекционного материала, в условиях резко континентального климата изучена недостаточно. Цель исследований – оценка адаптивности сортов ячменя коллекции ВИР для условий резко континентального климата.

Материал и методы. Объектами исследований являлись 24 сорта ячменя коллекции ВИР различных центров селекции и регионов допуска РФ. В качестве стандарта использован сорт селекции Омского АНЦ ‘Омский 91’.

Результаты и обсуждение. Согласно генетическим паспортам по аллелям гордеин-кодирующих локусов у сортов ячменя, предоставленным Институтом общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, более 70% изученных сортов (‘Челябинский 99’, ‘Приазовский 9’, ‘Задел’, ‘Сокол’, ‘Зерноградский 584’, ‘Задонский 8’, ‘Хаджибей’, ‘Беатрис’, ‘Княжич’, ‘Зевс’ и ‘Казак’) являлись линейными по гордеин-кодирующим локусам. Рассчитаны гомеостатичность сортов, индекс стабильности и пластичность сорта. Определены меры интенсивности и селекционный дифференциал.

Заключение. Согласно оценке адаптивности по сумме рангов (рассчитанной по перечисленным выше параметрам адаптивности), наиболее приспособлены для резко континентальных условий мономорфные сорта ‘Приазовский 9’ и ‘Челябинский 99’, а также не включенный в Государственный реестр селекционных достижений РФ сорт ‘Северянин’ (сумма рангов составила от 8 до 29). Адаптивность выделенных сортов подтверждена получением урожайных гибридных популяций выделенного адаптивного сорта ‘Челябинский 99’ с сортами селекции Омского АНЦ – ‘Омский 91’ и ‘Омский 95’. Полученные линии имели прибавку как по отношению к средней урожайности родительских сортов (+1,20 т/га), так и к урожайности лучшего родительского сорта (+0,76 т/га). 

КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ

56-64 40
Аннотация

Актуальность. Инновационные технологии глубокой переработки зерна широко применяются при переработке зерна кукурузы с выделением зародыша зерна с последующим получением из него масла, крахмала и производством из него заменителей сахара в виде фруктозного сиропа и спирта, хлебопекарного или кормового белка. Поиск хозяйственно ценных источников крахмала кукурузы, ценных побочных продуктов его переработки и природной модификации крахмала для глубокой переработки актуален.

Материалы и методы. Исследованы 10 образцов высококрахмалистой кукурузы из коллекции ВИР, выделенных методом ИКспектрометрии. Определение крахмала проведено по ГОСТ 10845-98, ГОСТ 13586.5-93, ГОСТ 10847-74, ГОСТ ISO 6647-1-2015; переработка зерна на крахмал с определением содержания амилозы и побочных продуктов осуществлялась во ВНИИК – филиале ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» в 2018 г. по Л. П. Носовской и др. Определяли значение фактического содержания крахмала и его побочных продуктов при глубокой переработке зерна. Определяли значения фактического содержания в зерне доли сухих веществ (СВ, %), массовой доли крахмала, зольности, а также выход экстракта, мезги, зародыша, глютена, процессовой воды и крахмала.

Результаты. Определены образцы с высоким выходом крахмала (к-4520; к-9301; к-24730), зародыша (к-4520; к-8785; к-24731), мезги (к-4520, к-8785, к-9991, к-24732), белка (к-8785), с долей амилопектина в крахмале выше 82% (к-24730, к-24733) и 100% (к-5461, к-9991), амилозы выше 30% (к-4520, к-9301).

Заключение. Практический интерес по фактическому выходу крахмала (% сухих веществ зерна) представляют образцы: к-4520; к-9301; к-24730; к-9991; к-5461; к-4520, а по результатам селекционного испытания образцы: к-24730; к-24732; к-24733 со значением сбора крахмала в пересчете с урожая зерна 4,66 т/га, 4,41 т/га и 4,18 т/га соответственно. 

65-70 54
Аннотация

Волго-Ахтубинская пойма относится к районам с недостаточным выпадением осадков, где высокая температура воздуха в летний период сочетается с низкой влажностью. Подбор сортов моркови, приспособленных для возделывания на орошении – актуальная задача. На Волгоградской опытной станции – филиале ВИР изучен 101 образец моркови столовой коллекции ВИР из разных стран мира. Исследование проведено согласно методическим указаниям, разработанным в ВИР. Выявлена разная реакция коллекционных образцов моркови на резкие изменения температурного и водного режимов. Сравнительно стабильной высокой урожайностью характеризовались образцы: ‘Несравненная’ (к-1528, РФ), ‘Ленинаканская’ (к-1936, Армения), ‘Asmer Early market’ (к-2304, Великобритания) и ‘Консервная-63’ (к-2320, Молдова). Высокой урожайностью и товарностью продукции отличались: ‘Нантская’ (к1438, Болгария), ‘Ленинаканская’ (к-1936, Армения), ‘Danvers’ (к-2167, США), ‘Консервная-63’ (к-2320, Молдова), ‘All Season’ (к-2598, Австралия), ‘Рогнеда’ (к-2611, Россия). Указанные сорта происходят в основном из засушливых районов. Установлено, что содержание химических веществ в корнеплодах значительно варьирует в зависимости от сорта (гибрида) и условий выращивания. Так, содержание сахаров колебалось от 3,0 до 6,85%, аскорбиновой кислоты – от 7,9 до 12,2 мг/100 г, каротина – от 9,5 до 17,9 мг/100 г.

Выявлена значительная изменчивость основных хозяйственно ценных признаков, особенно у высокоурожайных образцов, которые оказывались наиболее чувствительными к выращиваниюв засушливых условиях Волго-Ахтубинской поймы. Выделены перспективные образцы – высокоурожайные, высокотоварные, с повышенным содержанием химических веществ – для использования в селекционной работе при создании сортов, приспособленных к выращиванию в районах, где высокие летние температуры сочетаются с низкой влажностью. 

71-82 47
Аннотация

Актуальность. Мягкая пшеница (Triticum aestivum L.), благодаря значительному прогрессу в селекции, имеет высокий биологический потенциал продуктивности, однако реализация его довольно низкая. Для изменения ситуации в лучшую сторону необходимо повысить устойчивость создаваемых сортов к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам в регионах возделывания культуры. Для решения этой задачи требуется исходный материал.

Цель исследований – в условиях севера Среднего Поволжья охарактеризовать набор образцов озимой мягкой пшеницы коллекции ВИР из числа новых поступлений и рабочей коллекции ФИЦ КазНЦ РАН по хозяйственно ценным признакам, выявить источники, перспективные для включения в программу скрещиваний. Материалы и методы. Проведено трехлетнее полевое изучение 166 образцов озимой мягкой пшеницы по перезимовке и признакам продуктивности растений и колоса согласно методикам ВИР и ГСИ. Лучшие образцы, или источники, отбирали путем сравнения с сортомстандартом ‘Казанская 560’, а также с учетом количественных значений параметров «общей адаптивной способности» (ОАСi ), дисперсии «специфической адаптивной способности» (σ2САСi ) и «относительной стабильности» (Sgi) каждого образца, которые рассчитывали по А. В. Кильчевскому и Л. В. Хотылевой.

Результаты и заключение. Дана характеристика образцам озимой мягкой пшеницы по хозяйственно ценным признакам. Выявлены группы и подгруппы образцов с разным уровнем изменчивости признаков. Некоторые образцы со стабильным уровнем проявления признаков превосходили сорт-стандарт по продуктивности колоса. Все они представляют интерес для вовлечения в селекцию пшеницы. Показано, что группы образцов, «слабо изменяющиеся» за годы изучения и «умеренно/сильно изменяющиеся», различаются по величинам корреляции между признаками и количеству значимых корреляций. 

ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ

83-92 50
Аннотация

Актуальность. Продолжительность вегетационного периода во многих регионах с неустойчивыми климатическими условиями является лимитирующим фактором получения высокого урожая зерна. Создание ультраскороспелых доноров ячменя дает возможность ускорить селекционный процесс для получения скороспелых коммерческих сортов, адаптированных к условиям зоны возделывания.

Материалы и методы. Доноры Кибел, Кибел улучшенный, Кибцел, Кибкор созданы на основе гибридной комбинации Белогорский × к-15881 методом индивидуального отбора форм, сочетающих скороспелость и продуктивность. Эксперименты проводились согласно методическим указаниям, разработанным в ВИР. По элементам продуктивности урожая рассчитывали показатель урожайности доноров относительно стандартного сорта ‘Белогорский’.

Результаты и выводы. Скороспелость доноров контролируется тремя рецессивными генами. Период «всходы – колошение» доноров был на 7–9 дней короче, чем у стандарта ‘Белогорский’, с низкой нормой реакции, что указывает на их высокую адаптивность. Полученные формы высокоустойчивы к полеганию. Донор Кибел улучшенный по всем элементам продуктивности колоса не отличался от стандарта. Остальные доноры по длине колоса и крупнозерности близки к стандарту. На примере создания донора Кибел улучшенный показана возможность получения форм, сочетающих скороспелость и продуктивность. Созданные доноры представляют интерес для селекции на скороспелость в зонах, где продолжительность вегетационного периода является лимитирующим фактором. 

93-101 46
Аннотация

Актуальность. Наибольшую проблему при работе с перекрестноопыляющейся культурой сахарной свеклы представляет закрепление ценных генотипов. Использование апомиксиса для создания селекционного материала позволяет ускорить селекционный процесс, сохранить желательную комбинацию генов.

Материалы и методы. Объектом исследования послужили 110 образцов сахарной свеклы из коллекции ВИР. Полевые наблюдения выполнены по единой методике в течение 2016–2018 гг. на научно-производственной базе «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР» и Майкопской опытной станции – филиале ВИР. Изоляцию растений проводили с использованием индивидуальных изоляторов. Уровень сахара в корнеплодах измеряли с помощью оптического рефрактометра.

Результаты. Экспериментально были созданы и оценены по комплексу хозяйственно важных признаков апомиктичные линии с цитоплазматической мужской стерильностью. Отмечена крайне редкая встречаемость в популяции биотипов 0-типа стерильности – менее 0,5%. Выявлено значимое отличие при инбридинге у полученного потомства склонных к апомиксису линий от инбредных фертильных биотипов: инбредная депрессия у апомиктичных линий не проявлялась. Созданы линии, сочетающие в своем генотипе стерильность и раздельноплодность.

Заключение. Тестирование родительских образцов и созданных на их основе апомиктичных форм по сахаристости и урожайности корнеплодов значимых различий не выявило, что позволяет в дальнейшем использовать полученные формы в селекции. Получение линий с помощью апомиксиса позволило закрепить показатель сахаристости, двулетний цикл развития и устойчивость к церкоспорозу. Таким образом, путем апомиксиса можно обеспечить материнскую наследственность и сохранить желательный фенотип у сахарной свеклы, ускорив тем самым селекционный процесс. 

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

102-111 54
Аннотация

Первоочередной задачей в области сельскохозяйственного производства в Ленинградской области и Северо-Западном регионе РФ является создание и внедрение в производство зимостойких и продуктивных сортов зернофуражного использования, таких как сорта озимой тритикале, формирующей высокий урожай зерна и зеленоймассы. Исследовали новый перспективный сорт гексаплоидной озимой тритикале ‘Билинда’ зернофуражного использования в период 2004–2019 гг. на опытной базе Ленинградского НИИСХ «Белогорка»; кроме того, учтены данные изучения ГСИ (2017–2019 гг.). Закладку опытов, фенологические наблюдения, полевую и лабораторную оценки, статистическую обработку материала осуществляли по общепринятым методикам. Электрофоретический анализ глиадина зерна сорта тритикале ‘Билинда’ и регистрацию в виде «белковой формулы» проводили по методике, разработанной и принятой в отделе молекулярной биологии ВИР. Стандартом служил сорт гексаплоидной озимой тритикале ‘Корнет’ (к-3636).

Новый сорт ‘Билинда’ создан с использованием индивидуально-массового отбора генотипов с рецессивнымконтролем морфологических признаков колоса. За период исследования сорт ‘Билинда’ имел в среднем достоверное превышение над стандартным сортом ‘Корнет’ по урожайности зерна (+10,4 ц/га); по числу зерен в колосе (+32,3 шт.) и массе 1000 зерен (+7,7 г), а также оказался более зимостойким по сравнению со стандартом (до 98%) и показал высокую устойчивость при эпифитотийном развитии септориоза (7–9 баллов). Сорт ‘Билинда’ районирован в 2020 г. по Северо-Западному региону (2) РФ. На основе метода сортовой идентификации по электрофоретическим спектрам запасного белка зерна – глиадина – составлен «белковый паспорт», позволяющий контролировать оригинальность и подлинность сорта. 

112-119 44
Аннотация

Современная селекция, особенно плодовых культур, десятилетия произрастающих на одном и том же месте, требует новой стратегии создания устойчивых к абиотическим факторам среды сортов. Необходим более глубокий анализ явлений взаимодействия «генотип – среда» (ВГС), так как современные исследования показали, что уровень продуктивности и урожаев растений определяется не специфическими «генами количественных признаков», а главным образом эмерджентными (вновь возникающими при смене лим-фактора среды на онтогенетическом и фитоценотическом уровнях) эффектами взаимодействия «генотип – среда». Необходимы новые знания о величинах вкладов в продуктивность сорта каждой из генетико-физиологических систем адаптивности растений (ГФС-ад) при воздействии конкретного лим-фактора среды на конкретную фазу онтогенеза. Впервые с целью поиска перспективных для дальнейшей селекции генотипов персика мы провели изучение их адаптивности к низким отрицательным температурам в разных зонах садоводства Краснодарского края.

Проанализированы сдвиги моментов воздействий низкотемпературных стресс-факторов среды по фазам развития растений сортов (по причине изменения климата) во временном интервале 1985–2018 гг.

Выявлено наличие наследственных адаптивных резервов повышения продуктивности персика по каждой фазе развития в процессе изучения феноменов ВГС. Даны рекомендации селекционерам по фазовой селекции будущих сортов – как защитить их продукционный процесс в каждой фазе развития от негативных воздействий низких температур. 

120-126 40
Аннотация

Актуальность. Для получения стабильных урожаев яровой мягкой пшеницы необходимо создание и внедрение в производство высокопродуктивных сортов, адаптивных к условиям возделывания.

Цель работы – создание адаптивного к условиям Сибирского региона сорта яровой мягкой пшеницы, формирующего стабильно высокую урожайность высококачественного зерна. Объект исследований – новый сорт ‘Омская Юбилейная’.

Материал и методы. Исходным материалом для скрещиваний стали сорта, мутанты и гибриды между ними. Исследования проводили в 2001–2016 гг. в ФГБНУ «Омский АНЦ»; экологическое сортоиспытание – на опорном пункте «Степной» и в НПЦЗХ им. А.И. Бараева (Республика Казахстан). Закладку опытов, необходимые учеты и наблюдения осуществляли по методике Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Агротехника – общепринятая для регионов возделывания. Использовали многократный индивидуальный отбор по комплексу хозяйственно ценных признаков из гибридной популяции от скрещивания мутантов с сортами и беккроссирование.

Результаты. Сорт ‘Омская Юбилейная’ устойчив к полеганию, меньше поражается основными заболеваниями, превышает стандарт по урожайности зерна как по пару (+0,50 т/га), так и по непаровому предшественнику (+0,58 т/га), имеет крупное зерно высокого качества.

Выводы. Новый сорт яровой мягкой пшеницы среднераннего типа ‘Омская Юбилейная’ (заявители – ФГБОУ ВО Омский ГАУ и ФГБНУ «Омский АНЦ»; оригинатор – ФГБНУ «Омский АНЦ») включен в Государственные реестры селекционных достижений РФ с 2019 г. по 10-му региону. Рекомендуется для степной и лесостепной зон Сибири и Казахстана. 

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

127-135 53
Аннотация

Актуальность. Коллекция отечественных староместных сортов твердой пшеницы (Triticum durum Desf.) ВИР содержит уникальный материал, относящийся к «русской северной ветви», который не встречается ни в одной другой коллекции мира. Изучение генетического разнообразия этих пшениц по спектрам глиадина как маркерам генотипов важно для идентификации и сохранения подлинности их генофонда.

Материал и методы. Впервые с использованием молекулярных маркеров проведена дифференциация по молекулярным маркерам 38 образцов местного сорта твердой пшеницы с общим название «Кубанка», собранных в коллекцию ВИР в 10–40 годах XX века и пяти образцов из генетических банков семян США и Канады. В качестве маркеров генотипов полиморфного (или гетерогенного) сорта использовали электрофоретические спектры глиадина. Регистрация спектров в виде «белковыхформул» позволяет оценивать полиморфизм каждого образца и разнообразие образцов в пределах коллекции. Анализ глиадина проводили на единичных зерновках по стандартной методике, принятой в ВИР и утвержденной Международной ассоциацией по семенному контролю (ISTA).

Результаты и выводы. Выявлено 14 биотипов, маркированных спектрами глиадина. В зависимости от компонентного состава α-зоны, кодируемой аллелями локуса GLI-2A, биотипы объеденены в 4 группы. В пределах групп биотипы определяются аллелями локусов GLI-1A, GLI-1B, GLI-2B. Выделены генетически близкие монотипные образцы и политипные, включающие от 2 до 6 биотипов. Так, I группа характерна для Европейской части России, особенно Поволжья, а также для Казахстана и Киргизии. Образцы этой группы можно отнести к волжскому степному экотипу. Биотипы II группы распространены в Алтайском крае, Оренбургской и Астраханской областях России; III – в предгорьях Кавказа в Ставропольском крае России и в предгорьях Тянь-Шаня в Киргизии; IV – только в Алтайском крае. Наибольшим генетическим разнообразием обладают образцы сорта ‘Кубанка’ из Алтайского и Краснодарского края и один образец из Киргизии. 

СИСТЕМАТИКА, ФИЛОГЕНИЯ И ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ

136-143 44
Аннотация

На Крымской ОСС – филиале ВИР в результате работы по сбору, изучению и селекционному использованию генофонда алычи была уточнена внутривидовая систематика вида Prunus cerasifera Ehrh. Выделены доноры селекционно значимых признаков и с их использованием выведены районированные сорта алычи, сливы русской и клоновые подвои косточковых культур.

Предложена внутривидовая классификация P. cerasifera, выделены подвиды:

subsp. cerasifera (алыча типичная);

subsp. orientalis (M. Pop.) Erem. et Garcov. (алыча восточная);

subsp. macrocarpa Erem. et Garcov. (алыча крупноплодная).

В пределах P. cerasifera subsp. macrocarpa var. macrocarpa выделены разновидности:

var. macrocarpa (типичная, или крымская);

var. georgica Erem. et Garcov. (грузинская);

var. iranica (Koval.) Erem. et Garcov. (иранская);

var. nairica (Koval.) Erem. et Garcov. (армянская);

var. pissardii Carr. (Писсарда);

var. taurica (Kost.) Erem. et Garcov. (таврическая).

Прослежены связи алычи с другими видами рода Prunus L.: P. brigantiaca Vill., P. cocomilia Tem, P. spinosa L. Участие алычи крупноплодной в гибридизации с терномспособствовало проявлению у гибридогенного вида – слива домашняя P. domestica L. (P. cerasifera × P. spinosa) – исключительного полиморфизма его сортов.

В результате скрещивания сортов алычи с сортами сливы китайской создан новый культигенный вид гибридного происхождения – × P. rossica Erem. (слива русская). Создано 127 сортов этого вида с широким ареалом возделывания и 7 клоновых подвоев для косточковых культур. Эти сорта и клоновые подвои районированы в России и ряде других стран. 

144-155 67
Аннотация
Являясь распространенными сорными растениями, два вида рода Крапива (Urtica L.) – крапива двудомная (Urtica dioica L.) и к. жгучая (U. urens L.) (сем. Urticaceaea Juss.) – обладают многочисленными полезными свойствами, поэтому информация о территории их произрастания представляет практический и научный интерес. По материалам многочисленных научных публикаций, находящихся в открытом доступе, составлены карты ареалов этих видов на территории Российской Федерации. При картировании зон распространения видов растений использованы данные о частоте встречаемости объекта в отдельных административных выделах. Территории с показателями встречаемости отдельного вида крапивы «очень часто», «часто», «обыкновенно», «нередко» были объединены в одну территорию с характеристикой встречаемости «часто» – это зона оптимума вида. Аналогично была выделена зона пессимума вида – обобщенная территория областей, для которых в публикациях приводятся показатели встречаемости «очень редко», «редко», «нечасто», «спорадически». Зона пессимума включает территории, расположенные на севере ареала, которые характеризуются более влажными и прохладными условиями, чем в зоне оптимума вида. Также в зону пессимума входят территории, простирающиеся в южной части ареала, характеризующиеся более сухими и теплыми условиями по сравнению и с зоной оптимума, и с северной частью зоны пессимума. В связи с этим растения одного и того же вида, обитающие в разных частях ареала, приспособлены к разным гидротермическим условиям, что следует учитывать при отборе форм для дальнейшего возможного возделывания и использования.
156-163 51
Аннотация

Актуальность. Heracleum sosnowskyi Manden. – известное кормовое растение, которое в настоящее время захватывает все больше территорий не только в странах бывшего СССР, но и Европы. В последние годы включен в списки инвазионных видов. Мерикарпии (плоды, которые условно называют семенами) видов рода Heracleum L. характеризуются недоразвитым зародышем и сложным морфофизиологическим типом покоя.

Методы. В период с 2014 по 2019 г. собирали плоды H. sosnowskyi около населенных пунктов Выборгского и Гатчинского районов Ленинградской области. Определяли размеры семян и массу 1000 шт. Проращивали в условиях лаборатории (22–24о С) в чашках Петри на фильтровальной бумаге в трехкратной повторности.

Результаты. Крупные семена краевых зонтичков центрального зонтика имеют максимальные размеры. Их длина – от 0,6 до 1,4 см, ширина – от 5 до 11 мм, масса 1000 шт. – от 9 до 18 г. Длина мелких плодов от 7 до 9 мм, ширина их от 3 до 5 мм, масса 1000 шт. – от 10,5 до 11,8 г. Прорастание семян, собранных в конце лета, растянуто. В лабораторных условиях появление первых всходов отмечали через 5–7 дней. При хранении плодов в лаборатории их всхожесть снижается. Стратифицированные семена имели всхожесть от 55 до 99%.

Заключение. На биометрические параметры мерикарпиев H. sosnowskyi незначительное влияние оказывают место произрастания и год созревания. В лабораторных условиях семена H. sosnowskyi, собранные в августе, прорастают от 3 до 15%. В годы с теплой и продолжительной осенью часть плодов прорастает в год созревания и успевает достичь ювенильного состояния. Мерикарпии, которые не осыпались осенью, не были сбиты дождями и снегом, распространяются в зимнее морозное время ветром по снежному насту. Молодые розетки и/ или отдельно стоящие генеративные особи H. sosnowskyi были зафиксированы на удалении 150–300 метров по розе ветров от зарослей борщевика вдоль дорог, в том числе и на новых вырубках. Выполненные мерикарпии сохраняют жизнеспособность не менее трех лет. При хранении плодов борщевика в лабораторных условиях они теряют всхожесть в течение года. 

ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ

164-172 49
Аннотация

Актуальность. Коллекция картофеля ВИР является одной из старейших и богатейших, однако полевые растения постоянно подвергаются воздействию вирусов, снижающему качество клубней. Проведение тщательного мониторинга фитосанитарного статуса образцов картофеля позволяет подобрать наиболее эффективный метод терапии для последующего оздоровления инфицированных растений и получения качественного посадочного материала.

Материалы и методы. Проведено тестирование 18 сортов картофеля Solanum tuberosum L. из коллекции ВИР на наличие вирусов методами ИХА и RT-ПЦР и оздоровление методами культуры меристем и криотерапии.

Результаты и выводы. При тестировании на наличие вирусов полевых растений картофеля выявлены наиболее часто встречающиеся вирусы – PVХ, PVS и PVA. Вирус PSTVd полностью отсутствовал у всех протестированных образцов. Проведена оценка эффективности оздоровления in vitro растений картофеля от вирусов методом культуры меристем. Процент оздоровления составил: PVS – 0%, PVХ – 0%, PVA – 33,4%, PLRV – 50%, PVY – 72,3%, PVM – 83,4%. Показано, что оздоровление методом культуры меристем наиболее эффективно в отношении вирусов PVY и PVM. В ходе оценки эффективности посткриогенного восстановления микрорастений картофеля определен уровень посткриогенной регенерации апексов микрорастений картофеля: в среднем по выборке 22,3%. Минимум наблюдали у образца к-16762 ‘Sagita N’ (5%), максимум – у образца к-1375 ‘Marta’ (41,7%). Анализ эффективности оздоровления образцов картофеля от вирусов методом криотерапии in vitro показал, что процент оздоровления составил: PVY – 100%, PVA – 100%, PVM – 88,9%, PVS – 77,8%, PVX – 44,4%. Таким образом, методы оздоровления от вирусов – культура апикальных меристем и криотерапия – эффективны в отношении вирусов PVY, PVA, PVM, однако в случае множественной инфекции необходимо комбинировать элементы различных протоколов оздоровления для повышения эффективности процедуры оздоровления. 

173-184 50
Аннотация

Актуальность. Использование в селекции картофеля преимущественно генов Н1 и Gro1-4 устойчивости к золотистой картофельной нематоде (ЗКН) свидетельствует о необходимости расширения генетического разнообразия устойчивости к этому патогену.

Материалы и методы. Материалом служили 34 генотипа диких видов картофеля северо- и южноамериканского происхождения, 14 межвидовых гибридов и 10 сортов. Для оценки образцов на устойчивость к ЗКН, патотипу Ro1, использовали фитопатологический тест и молекулярный скрининг на маркеры генов H1 и Gro1-4. Продукты амплификации маркера гена Gro1-4 секвенировали.

Результаты. Из 34 образцов два генотипа Solanum brachystotrichum (Bitt.) Rydb., четыре S. lesteri Hawkes et Hjerting и один S. kurtzianum Bitt. et Wittm. оказались восприимчивы к ЗКН, остальные были высоко- и среднеустойчивы (HR и MR). Детерминация устойчивости у 13 генотипов южноамериканских видов S. alandiae Cárd., S. × doddsii Corr., S. kurtzianum, S. leptophyes Bitt.и S. yungasense Hawkes обусловлена геном Gro1-4. У остальных 14 генотипов предполагается наличие генов устойчивости, неидентичных генам Н1 и Gro1-4. Гибриды S. tuberosum L. с устойчивыми к ЗКНобразцами диких видов S. kurtzianum, S. leptophyes, S. sparsipilum (Bitt.) Juz. et Buk., S. alandiae и S. × doddsii унаследовали признак устойчивости к нематоде, генетическая детерминация которого обусловлена либо геном Gro1-4, либо отличными от Н1 и Gro1-4 генами. Секвенирование участка гена Gro1-4 показало, что изменения в структуре этого участка по сравнению с референсной последовательностью не оказало влияния на выраженность признака устойчивости.

Заключение. Впервые найдены источники устойчивости к ЗКН среди североамериканских видов S. brachystotrichum (к-23201) и S. lesteri (к-24475). Среди диких южноамериканских видов Solanum выявлены источники, устойчивость которых детерминирована отличными от Н1 и Gro1-4 генами. Устойчивые межвидовые гибриды могут являться донорами гена устойчивости Gro1-4 и новых генов устойчивости. 

185-191 77
Аннотация

Актуальность. Клоновые подвои яблони – один из основных компонентов интенсивного садоводства. Степень поражения подвоя бактериальным ожогом влияет на устойчивость сорто-подвойной комбинации. Представлены исследования по маркированию локусов количественных признаков (QTL) устойчивости клоновых подвоев яблони к бактериальному ожогу плодовых культур (возбудитель Erwinia amylovora (Burrill.) Winslow et al.).

Материалы и методы. Проведен анализ коллекции из 20 форм подвоев. Для исследования были использованы SCAR-маркеры GE-8019 и AE10-375, а также микросателлитный маркер CH-F7-FB1.

Результаты. Отмечен полиморфизм по всем трем маркерам, выявлены различные их сочетания в одном генотипе. Ранее отмечалось, что генотипы, которые несут все три маркера, более устойчивы, чем те, у которых они отсутствуют. Наличие всех трех маркеров отмечено только у форм 62-396 (В10), 16-1 и 2-9-12. У остальных генотипов не выявлен маркер GE-8019. Маркер АЕ10-375 идентифицирован у восьми клоновых подвоев. Микросателлитный маркер CH-F7-FB1 присутствует у всех исследуемых подвоев. Однако здесь отмечен полиморфизм. У большинства генотипов присутствует фрагмент 174 пн, но у двух из 20 форм выявлен фрагмент 210 пн. Клоновый подвой 70-20-21 является гетерозиготным по этому локусу. В анализируемой коллекции также отмечены образцы, имеющие только микросателлитный маркер: 70-20-21, G16, 2-12-10, 83-1-15, 54-118 (В118), «Малыш Будаговского», 71-7-22, 57-491, «Парадизка Будаговского» (В9), 70-20- 20 (В119), 76-3-6, 87-7-12. Изучение подвойных форм по признаку устойчивости к метаболитам возбудителя бактериального ожога проводили в лабораторных условиях с использованием культурального фильтрата E. amylovora на листовых эксплантах in vitro. У большинства изученных генотипов отмечены различные сочетания маркеров. Проведенные эксперименты показали, что у исследуемых форм с двумя маркерами из трех (АЕ10-375 и CH-F7-FB1) фенотипически проявлялся признак устойчивости к метаболитам E. amylovora

192-199 89
Аннотация

Эффективным способом повышения генетического разнообразия растений и создания источников устойчивости к эдафическим стрессорам является отбор клеток в селективных условиях in vitro на основе сомаклональной изменчивости. Использование сомаклонов (регенерантных форм) ячменя (Hordeum vulgare L.) с устойчивостью к повышенной кислотности, ионной токсичности алюминия, тяжелых металлов, засухе перспективно в условиях северо-востока Нечерноземной зоны РФ. Актуально создание регенерантов с комплексной устойчивостью к стрессорам, обусловленной механизмами специфического и неспецифического характера.

Объектом исследований служили гибридная комбинация ярового ячменя (Luly × Conrad) × 2867-80 и ее регенерантные формы, полученные в результате клеточной селекции со стрессорами различной природы. Растения выращивали в обычных условиях и на провокационных фонах с алюминием и кадмием. Оценивали продуктивные признаки растений, симптомы окислительного стресса и средообразующую активность корневой системы.

У растений-регенерантов, полученных в каллусной культуре на селективных средах in vitro с алюминием или водным дефицитом, выявлена повышенная способность корневой системы подщелачивать среду в зоне ризосферы (на 0,2–0,5 ед. рН) при выращивании на алюмокислой почве. На стрессовых почвенных фонах у регенерантных линий, индуцируемых на средах in vitro с кадмием или алюминием, отмечено низкое проявление симптомов окислительного стресса, тестируемых по интенсивности перекисного окисления липидов и содержанию фотосинтетических пигментов в листьях, что обеспечивает более высокую семенную продуктивность (по числу зерен в 1,5–3,6 раза и массе зерна с растения в 1,5–3,0 раза) и адаптивные преимущества по сравнению с исходным генотипом и регенерантами, индуцированными на среде с водным дефицитом. Сделан вывод о формировании комплексной устойчивости к токсичности алюминия и кадмия в почве у регенерантов ячменя, полученных в процессе клеточной селекции на средах in vitro с любым из этих металлов. 

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

200-204 52
Аннотация

Дана оценка сортов черной смородины по продуктивности, экологической пластичности и стабильности в условиях Челябинской области (Южный Урал). Исследования позволили выделить адаптивные сорта ‘Сеянец Дружной’ (4,43 т/га; КА = 1,54), ‘Polar’ (3,59 т/га; 1,38), ‘Венера’ (4,48 т/га; 1,35), ‘Жемчужина’ (4,49 т/га; 1,34), ‘Сударушка’ (4,43 т/га; 1,30), ‘Болеро’ (3,42 т/га; 1,20), ‘Гера’ (3,97 т/га; 1,16), ‘Mortti’ (3,46 т/га; 1,06), ‘Подарок Ильиной’ (3,89 т/га; 1,03), ‘Сельва’ (3,21 т/га; 1,02) и ‘Маяк’ (3,54 т/га; 1,01). Наибольший интерес среди них представляют сорта интенсивного типа, способные существенно увеличивать продуктивность при улучшении условий выращивания. Интенсивными являются сорта челябинской селекции: ‘Подарок Ильиной’, ‘Сударушка’, ‘Жемчужина’, ‘Гера’, ‘Маяк’ и ‘Венера’ (bi = 1,70; 1,68; 1,52; 1,46; 1,40; 1,28 соответственно).

Экологически пластичный, но недостаточно стабильный сорт ‘Сеянец Дружной’ местной селекции (bi = 1,17; Si2 = 6,1) по продуктивности в среднем за годы исследований превзошел экологически пластичные и стабильные сорта ‘Сельва’ (bi = 0,77; Si2 = 0,7) и ‘Mortti’ (bi = 0,93; Si2 = 1,1). Cорт ‘Болеро’ селекции ВИР и шведский сорт ‘Polar’ являются нейтральными, то есть слабо реагируют на изменение условий выращивания. Высокой продуктивностью за период исследований отличались сорта ‘Жемчужина, ‘Венера’, ‘Сударушка’, ‘Сеянец Дружной’, ‘Гера’, ‘Подарок Ильиной’, ‘Polar’, ‘Маяк’, ‘Mortti’ и ‘Болеро’.

На уровне средней по опыту (от 3,29 до 2,88 т/га) была урожайность интенсивных сортов ‘Русалка’ (bi = 1,50), ‘Орловия’ (bi = 1,56), ‘Пигмей’ (bi = 1,30) и урожайность (от 3,36 до 3,25 т/га) экологически пластичных и стабильных сортов ‘Легенда’ (bi = 1,24; Si2 = 0,3), ‘Кама’ (bi = 1,00; Si2 = 0,8) и ‘Дочка’ (bi = 1,15; Si2 = 0,5). Значительно ниже средней была урожайность сортов ‘Зем Зарин’ (1,79 т/га), ‘Чернеча’ (1,82 т/га), ‘Зоря Галицкая’ (2,18 т/ га), ‘Сибилла’ (2,37 т/га), ‘Краса Львова’ (2,52 т/га) и ‘Шахалевская’ (2,84 т/га). 

ОБЗОРЫ

205-212 28
Аннотация
Избыточная кислотность почвы является одним из главных факторов значительных потерь растениеводческой продукции. На примере льна-долгунца показано влияние кислотности почвы на параметры продуктивности и качества волокна различных образцов мирового генофонда этой культуры. Оптимальная кислотность для льна-долгунца находится в узком диапазоне – рНKCl 5,3–5,6. На сильнокислых почвах (рНKCl менее 4,5) при пороговых значениях содержания токсичного алюминия (Al3+), 10–11 мг/100 г, снижение урожая льнопродукции составляет свыше 50%. В настоящее время наряду с механизмами детоксикации токсичного алюминия на кислых почвах установлены и генетические аспекты контроля алюмоустойчивости. Показано, что одним из наиболее значимых компонентов общей защитной реакции растений на различные стрессовые факторы являются антиоксидантные системы. Важная роль в системе антиоксидантной защиты принадлежит глутатионтрансферазам. С помощью методов высокопроизводительного секвенирования и количественной ПЦР выявлено изменение экспрессии генов и микроРНКу растений льна в ответ на токсическое действие ионов алюминия. С использованием контрастных по кислотоустойчивости генотипов данной культуры установлено увеличение экспрессии генов, кодирующих UDP-гликозилтрансферазы (UGT) и глутатион-S-трансферазы (GST) при алюмострессе. Увеличение экспрессии оказалось более выраженным у устойчивых к алюминию сортов льна, чем у чувствительных. Также выявлены отличия в изменении экспрессии miR390 и miR393 между устойчивыми и чувствительными генотипами при токсическом действии ионов алюминия. Понимание механизмов устойчивости позволяет ускорить создание адаптивных к эдафическому стрессу сортов льна и других культур, что важно для получения высоких и гарантированных урожаев сельскохозяйственной продукции.
213-221 81
Аннотация
В обзоре дана характеристика перспективной для всего мира сельскохозяйственной культуры – амаранта. Эта культура имеет длительную историю; у ацтеков и инков она была одной из важнейших зерновых культур, наряду с кукурузой. Однако, в отличие от последней, амарант потерял свое пищевое значение, будучи завезенным в Европу. Лишь в XX веке, во многом благодаря Н. И. Вавилову, амарантом всерьез заинтересовались как пищевой и кормовой культурой. Амарант – растение уникальное по своим питательным свойствам. Он имеет высокое содержание белка, насыщенного незаменимыми аминокислотами (лизин), а также большое количество биологически активных веществ: витамин С, амарантин, рутин, каротиноиды и др. Особую ценность представляет зерновое масло, насыщенное липидными соединениями, такими как сквален, витамин Е, фитостеролы, жирные кислоты. Эти липидные вещества имеют ряд важных с точки зрения функционального питания свойств: как природные антиоксиданты они связывают свободные радикалы, нормализуют липидный обмен, способствуют снижению уровня холестерина в крови. Основное внимание в обзоре сосредоточено на генах, определяющих содержание основных ценных биохимических компонентов: сквалена, аскорбиновой кислоты и лизина. Генетические пути, контролирующие биосинтез этих компонентов, подробно изучены на модельных растительных объектах. Наличие полной геномной последовательности амаранта Amaranthus hypochondriacus L. дает возможность идентифицировать в ее составе ортологи ключевых генов биосинтеза. На данный момент у амаранта идентифицирована лишь небольшая часть генов, включая ген сквален-синтазы (SQS), ген синтеза аскорбиновой кислоты VTC2, а также ключевые гены синтеза лизина – AK и DHDPS. В статье обсуждаются перспективы и направления маркер-ориентированной селекции этой культуры, а также сложности ее систематики и генотипирования, которые предстоит преодолеть для успешного решения селекционных задач.

ИСТОРИЯ АГРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВИР. СЛАВНЫЕ ИМЕНА

222-227 45
Аннотация
В статье исследуется история личных контактов и переписки выдающегося биохимика В. И. Нилова и писателя Максима Горького в 1933–1936 гг. На протяжении всей жизни М. Горький стремился использовать свое влияние, чтобы помогать талантливым ученым, а также учреждениям науки и культуры. В 1933 г. В. И. Нилов, научный сотрудник Никитского ботанического сада, написал Горькому письмо о своих экспериментах в биохимической лаборатории по синтезированию витамина С, по селекции растений на химический состав, а также по выделению опиатов из мака. Писатель обратился к первым лицам советского государства, чтобы улучшить положение научных учреждений Крыма. Документы Нилова при посредничестве Горького были переданы И. В. Сталину. Исследования заинтересовали руководство СССР, поскольку соответствовали стратегическим задачам страны. Это, в свою очередь, вызвало изменения как в вопросах исследования витаминов и производства витаминных препаратов в СССР, так и в судьбе Никитского ботанического сада. Научная судьба В. И. Нилова тесно связана с историей Всесоюзного института растениеводства и его директором Н. И. Вавиловым. В статье впервые вводятся в научный оборот неизвестные ранее материалы из Архива А. М. Горького (Москва, ИМЛИ РАН) и Российского государственного архива социально-политической истории (Москва).


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


ISSN 2227-8834 (Print)
ISSN 2619-0982 (Online)