Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск
Том 183, № 1 (2022)
Скачать выпуск PDF

МОБИЛИЗАЦИЯ И СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

9-30 259
Аннотация

Биоресурсные коллекции и комплекс технологий по их сохранению, изучению и практическому использованию являются сегодня основой биоэкономики, биобезопасности, продовольственной безопасности. Это фундамент, на котором базируются производственные цепочки, ведущие от фундаментальных исследований к различным технологическим направлениям и отраслям промышленности.
Проводится анализ современного состояния и оценка перспективы развития биоресурсных коллекций Российской Федерации. Рассматривается закономерность трансформации генетических банков в биоресурсные центры и тенденция к интеграционному сетевому взаимодействию коллекций одинакового типа. Отмечаемые тенденции детально анализируются на примере развития коллекций генетических ресурсов растений. Рассматриваются актуальные направления работы с ними, заданные Указами Президента Российской Федерации № 44 «О Национальном центре генетических ресурсов растений» и № 45 «О Межведомственной комиссии по вопросам формирования, сохранения и использования коллекций генетических ресурсов растений» от 8 февраля 2022 г.

ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ 

31-37 125
Аннотация

Актуальность. В России большая часть насаждений плодовых культур находится в зоне рискованного земледелия. В европейской части России в зимний период на плодовые культуры влияют воздействия погодных условий (весенние морозы, засухи, ранние морозы, низкотемпературный стресс, короткий вегетационный период, оттепели). Морозы причиняют 98% повреждений плодовым деревьям.
Методы. Однолетние ветки промораживали в японской климатической камере марки Espec PSL-2KPH после предварительной закалки при –5°C и –10°C в течение пяти суток; проводили моделирование повреждающих факторов зимнего периода.
Результаты. Биоресурсная коллекция ВНИИСПК содержит 730 сортов яблони из различных научных российских и зарубежных учреждений. Проведен анализ по компонентам морозостойкости сортов, полученных из зарубежных стран: Беларусь, Украина, Латвия, Молдавия, США, Канада. Устойчивость растений к ранним морозам –25°C без закалки и после закалки в начале зимы (I компонент) выявила, что основные ткани (кора, камбий, древесина) имели незначительные повреждения у всех изучаемых сортов. Промораживание однолетних веток у изучаемых сортов яблони при температуре –38°C, –40°C (II компонент), показало: устойчивость максимальной морозостойкости к отрицательной температуре в середине января –38°C у сорта молдавской селекции ‘Coremolda’ (повреждение почек и основных тканей – 0,3–1,0 балла). При температуре –40°C (II компонент) устойчивость коры, камбия и древесины (с повреждениями на уровне 2,0 балла) проявили сорта ‘Coremolda’ (молдавской селекции), ‘Aivaris’ (латвийской селекции), которые могут участвовать в селекции как морозостойкие сорта. Промораживание однолетних ветвей при температуре –25°C после 3-дневной искусственной оттепели при +2°C выявило устойчивость почек и тканей у американского сорта яблони ‘Red Free’ и у сорта молдавской селекции ‘Coremolda’ (III компонент).

38-47 104
Аннотация

Актуальность. Расширение агрометеорологических факторов, негативно влияющих на продуктивность ярового ячменя, сориентировала селекционную работу на создание адаптивных форм, способных реализовать свой генетический потенциал продуктивности при негативных условиях произрастания. Объективной оценке при дифференциации селекционного материала по признакам адаптивности способствует применение нескольких методов статистического анализа данных. Цель исследований − определение адаптивных свойств сортов ярового ячменя по урожайности, параметрам пластичности, стабильности и гомеостатичности.

Материал и методы. Объектом исследований явились 10 сортов ярового ячменя селекции ФИЦ «Немчиновка». Адаптивные особенности генотипов оценены по данным экологического испытания.

Результаты. Выявлен высокий потенциал урожайности ячменя, который у сортов ‘Яромир’, ‘Нур’, ‘Надежный’, ‘Сударь’, ‘Златояр’ и ‘Знатный’ превышал 8,5 т/га. Наибольшая приспособленность к худшим условиям при урожае 4,65– 5,04 т/га, а также высокая адаптивная и компенсаторная способность проявились у сортов ‘Любояр’, ‘Надежный’ и ‘Рафаэль’. По показателям экологической пластичности выделились сорта ‘Сударь’, ‘Нур’ и ‘Златояр’ (Cvi = 24,1–25,9%; bi = 1,02–1,16; σ = 1,52–1,59), по параметрам стабильности – ‘Любояр’, ‘Знатный’ и ‘Владимир’ (S2di = 0,05–0,19; σ2CACi = 1,60–1,78; σ2(G×E)gi = 0,05–0,15). У сортов ‘Рафаэль’ и ‘Любояр’ зафиксированы самые высокие значения гомеостатичности (СЦГi = 3,45–3,53; ПУССi = 138,7–139,4; Homi = 9,02–9,85). Расчет рейтинга по основным параметрам продуктивности на первое место поставил сорт ‘Надежный’, по пластичности − сорт ‘Златояр’. По признакам стабильности и гомеостатичности отличились сорта ‘Рафаэль’ и ‘Любояр’.

Заключение. На основе комплексной оценки по урожайности и параметрам адаптивности лучшими в условиях Нечерноземной зоны признаны сорта ‘Любояр’, ‘Надежный’, ‘Златояр’ и ‘Рафаэль’.

48-56 136
Аннотация

Актуальность изучения плодов жимолости обусловлена их высокой антиоксидантной активностью по сравнению с другими плодами и повышенным вниманием к антоцианам в качестве мощного профилактического средства при различных заболеваниях, в том числе широко распространенных в мире – онкологических, сердечно-сосудистых.
Материалы и методы. Плоды жимолости собраны в Сибирском ботаническом саду Томского государственного университета, Бакчарском питомнике и питомнике ООО «САВА». Анализ антоцианов в свежих и замороженных плодах проведен методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Результаты. В плодах сибирских сортов жимолости выявлены цианидин-3,5-ди-O-глюкозид, цианидин-3-O-глюкозид, в большинстве образцов – пеонидин-3-O-глюкозид, в некоторых – пеларгонидин-3-глюкозид. Показано, что изученные сорта содержат значительные уровни антоцианов, которые варьируют в интервале 199–843 мг/100 г. Учитывая низкую устойчивость плодов жимолости к хранению, для исследования брали материал до и после заморозки. Установлены особенности состава и содержания антоцианов в свежих и замороженных плодах. Проведено сравнение качественного и количественного состава антоцианов образцов Западно-Сибирского региона с литературными данными, полученными для плодов, выращенных в Белгородской области (Центрально-Черноземный район). При замораживании плодов жимолости уровень антоцианов в сортах сохраняется, а в некоторых сортах повышается.
Заключение. Результаты, полученные в данной работе, свидетельствуют о том, что плоды жимолости сортов Западно-Сибирского региона РФ являются перспективными источниками высокого содержания антоцианов.

57-75 95
Аннотация

Одна из важных задач растениеводства состоит в получении стабильно высоких урожаев с повышенным содержанием в них ценных веществ. Целью исследования является оценка адаптивности образцов овса по содержанию β-глюканов и масла в зерне, натуре зерна, крупности зерна и анализ связи между показателями адаптивности образцов по этим признакам. Исследовали 18 образцов овса из коллекции ВИР, которые были выращены в течение трех лет в Восточной Сибири.
В зерне определяли содержание β-глюканов и масла, массу 1000 зерен и натуру зерна. Вычисляли четыре показателя адаптивности образцов по указанным признакам.
Установлено, что между пленчатой и голозерной формами овса параметры пластичности (CV и d) и стабильности (Hom и ПУСС) образцов, определенные по уровню β-глюканов и содержанию масла в зерне, массе 1000 зерен и натуре зерна, существенно не различались. Наилучшей адаптивностью по содержанию β-глюканов в зерне отличались сорта ‘Сапсан’ (к-15444) и ‘Алдан’ (к-15115), по содержанию масла – ‘Саян’ (к-14043) и ‘Вятский’ (к-14960), по массе 1000 зерен –‘Корифей’ (к-15113) и ‘Тайдон’ (к-15183), по натуре зерна – ‘Корифей’ и ‘Гоша’ (к-15120). Для голозерных образцов овса выявлены значимые связи между показателями адаптивности по содержанию β-глюканов или масла в зерне и таковыми по натуре зерна, а также найдены существенные связи между средними величинами массы 1000 зерен образцов и параметрами их пластичности (отрицательные корреляции) либо показателями их стабильности (положительные корреляции) по данному физическому признаку.
Существует высокий риск получения пленчатого овса с пониженным уровнем масла в зерне при его селекции на высокую стабильность по этому признаку. Предполагается, что успешная селекция овса на повышенную адаптивность по массе 1000 зерен будет сопровождаться ростом крупности зерна. Показана возможность косвенной оценки адаптивности голозерных образцов овса по содержанию β-глюканов или масла в зерне на основе вычисления их адаптивности по натуре зерна.

76-85 74
Аннотация

Актуальность. Одним из важных показателей пищевой ценности амаранта является высокое содержание белка и ненасыщенных жирных кислот в семенах, поэтому получение и выявление таких форм амаранта при селекции, к тому же отличающихся устойчивостью к абиотическим стрессовым факторам, является актуальным.
Материалы и методы. В работе были использованы листья и семена красного амаранта Amaranthus cruentus L. сорта ‘Багряный’, а также мутантов второго поколения инбридинга, полученных путем обработки азидом натрия. Содержание общего растворимого белка определяли методом Бредфорда, анализ липидов проводили методом тонкослойной хроматографии, состояние антиоксидантной системы определяли по активности каталаз и пероксидаз, а также скорости образования супероксид-аниона.
Результаты. Наибольшая концентрация общего белка в семенах составила 13,8 мг/г семян у мутанта № 5. В семенах амаранта было выявлено 15 жирных кислот, причем у четырех мутантов амаранта было выявлено достоверное увеличение процентного содержания омега-6-ненасыщенной линолевой кислоты. Показано увеличение солеустойчивости у мутантов № 2 и № 3 по сравнению с контролем. У мутанта № 2 при засолении выявлялась более высокая активность пероксидаз, а у мутанта № 3 – каталаз, и они оба характеризовались сниженной скоростью образования супероксид-аниона по сравнению с контролем.
Заключение. Мутанты амаранта, характеризующиеся повышенной стрессоустойчивостью, увеличенным содержанием белка и линолевой кислоты, могут быть рекомендованы для дальнейшей селекции с целью получения новых сортов этой культуры с улучшенными хозяйственно ценными признаками

86-94 86
Аннотация

Актуальность. Засоление почв является одним из факторов, ограничивающих рост и продуктивность растений. Площади засоленных территорий ежегодно увеличиваются, поэтому актуально исследование механизмов устойчивости растений к солевому стрессу.
Материал и методы. Для повышения устойчивости к засолению почвы в геном табака (Nicotiana tabacum L.) был введен бактериальный ген холиноксидазы codА из Arthrobacter globiformis (Conn) Conn & Dimmick. Растения дикого типа (сорт ‘Самсун’) и трансгенной линии Сod 38 выращивали в условиях солевого стресса, вызванного хлоридом натрия в концентрации 150 мМ. О солеустойчивости сравниваемых генотипов судили по ростовым показателям и способности сохранять пул фотосинтетических пигментов. Для оценки чувствительности растений к солевому стрессу проведены биохимические тесты, отражающие интенсивность перекисных процессов и активность антиоксидантных ферментов.
Результаты. У трансформантов на фоне солевого стресса показатели выживаемости и биометрические характеристики были существенно выше, чем у растений дикого типа, что, очевидно, обеспечивалось экспрессией гетерологичной вставки и функционированием глицинбетаина. Особенностями подвергнутых солевому стрессу трансгенных растений также являлись способность к эффективному поддержанию уровня фотосинтетических пигментов и уменьшенное содержание в листьях малонового диальдегида, что свидетельствует о низкой интенсивности перекисного окисления липидов при засолении и может объясняться функционированием эндогенного глицинбетаина, как соединения с полифункциональным действием.
Заключение. Показано, что трансформация растений бактериальным геном холиноксидазы с последующим накоплением белкового продукта гена codА – глицинбетаина, даже в минимальном количестве, сопровождалась положительными эффектами на растения табака в условиях солевого стресса.

95-103 87
Аннотация

Актуальность. Сохранение и расширение генетического разнообразия исходного материала, его целенаправленное использование являются основой для создания адаптивных сортов твердой яровой пшеницы для условий Западной Сибири.
Материалы и методы. Объектом исследований служили сорта и перспективный материал Triticum durum Desf., созданный в лаборатории селекции яровой твердой пшеницы ФГБНУ «Омский АНЦ», а также генофонд сортов и линий, полученный по международной программе сотрудничества из CIMMYT. Полевые опыты, оценку устойчивости к болезням, фенологические наблюдения проводили на опытных полях института на протяжении 2000–2020 гг. по общепринятым методикам. Анализ главных компонент (principal component analysis) был проведен с помощью пакета R version 4.0.3. Общую комбинационную способность и специфическую комбинационную способность рассчитывали по методике Дремлюк и Герасименко.
Результаты. Проведенные исследования показали, что линии CIMMYT отличаются от местных сортов и линий по устойчивости к болезням, макаронным свойствам, устойчивости к полеганию, но в условиях Западной Сибири значительно уступают по адаптивности местным сортам и линиям, сильно страдают от засухи, особенно в период налива зерна. В генетическом контроле изученных признаков преобладает аддитивно-доминантная система с подключением комплементарного рецессивного эпистаза. По большинству изученных признаков доминируют сорта местной селекции, исключение составили длина стебля, длина и диаметр второго междоузлия, где низкорослые сорта повлияли на степень выраженности этого признака у гибридов.
Заключение. Результатом изучения и вовлечения в селекционный процесс линии CIMMYT является создание сорта ‘Омский коралл’, сочетающего в себе высокую продуктивность, адаптивность к климатическим условиям Западной Сибири, устойчивость к местной популяции Puccinia graminis Pers. f. sp. tritici Erikss. et Henn. и Ug99, с отличными макаронными свойствами, а также наличие перспективных линий в селекционных питомниках.

КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ 

104-117 111
Аннотация

Объектом данного исследования были 30 образцов овса из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (ВИР) российского и французского происхождения разного уровня селекционной проработки – местные (начало 1920-х годов), примитивные селекционные (1920–1930-х годов) и современные селекционные сорта.
Основная задача работы – выявление различий между сортами овса разной степени селекционной проработки на уровне метаболомных профилей. Полученные результаты отражали метаболическое состояние генотипов различного эколого-географического происхождения. Проведено сравнение по основным группам метаболитов, имеющим важное значение для формирования признаков устойчивости культуры к стрессорам, а также пищевых, лечебных, диетических достоинств зерновой продукции. Выделены наиболее информационно ценные признаки (фукостерол, хиро-инозитол, ксилит, ундециловая, треоновая, глутаминовая, рибоновая, фосфорная кислоты, сорбоза, фруктоза, глюкозо-3-фосфат, мио-инозитол), позволившие достоверно разделить образцы овса различного происхождения и с разной степенью селекционной проработки. Сравнение метаболомных профилей групп сортов овса российской и французской селекции – местных, примитивных, а также современных – отражает особенности направления работ различных селекционных школ.
Наше исследование показало, что при проведении селекционных работ на улучшение биохимических показателей зерновок овса необходимо использовать ресурсы генетического разнообразия российских местных и примитивных селекционных сортов, собранных и созданных в 20–30-е годы ХХ столетия, которые до настоящего времени сохраняются и поддерживаются в мировой коллекции ВИР.

118-126 99
Аннотация

Актуальность. Создание сортов с высокой стабильной урожайностью и высоким качеством зерна – основные направления селекции пшеницы. Цель исследования – охарактеризовать набор образцов озимой мягкой пшеницы из коллекций ВИР и ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН по урожайности, содержанию белка в зерне (P, %) и набухаемости муки в уксусной кислоте (S, мл); отобрать лучшие образцы по комплексу этих признаков для включения в программу скрещиваний.
Материалы и методы. В условиях севера Среднего Поволжья проведено трехлетнее (2016–2019 гг.) изучение 23 образцов озимой мягкой пшеницы по названным выше признакам с использованием общепринятых методов.
Результаты и заключение. Урожайность образцов варьировала по годам изучения, однако ни один из них не превзошел по этому признаку сорт-стандарт ‘Казанская 560’. Значения содержания белка в зерне у образцов были средними и высокими. Стабильно высокое содержание белка в зерне (15,1–16,1%) имели образцы ‘TAW 42971/80’ (к-58363, Германия); ‘Лютесценс 471 Н8’ (Казахстан); ‘Rita’ (к-58057), ‘Scotty’ (к-59322) и ‘Nelson’ из США; ‘Московская 39’ (к-65160, Россия); ‘Bilotserkivchanka’ (к-64330) и ‘Barkan’ (к-64495) из Украины. Величина показателя набухаемости муки в уксусной кислоте у образцов не опускалась ниже 50 мл, что свидетельствовало о формировании зерна с высоким качеством. На это указывал также индекс качества белка, определяемый отношением S : P; он колебался от 3,6 до 4,7. Отобраны образцы – источники высокого качества белка для использования в селекции: ‘CDC Clair’ (к-64168, Канада), ‘Лютесценс 471 Н8’ (Казахстан), ‘Московская 39’ (Россия), ‘Barkan’ и ‘Favorytka’ (к-64337) из Украины.

ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

127-134 110
Аннотация

Актуальность. Перенос в геном пшеницы генетического материала от диких и культурных злаков, стабилизация полученного материала и создание сорта на его основе является длительным процессом. Применение технологий удвоенных гаплоидов значительно его ускоряет. Для эффективного использования дигаплоидных технологий необходима информация о влиянии чужеродных транслокаций на результативность этого процесса.

Цель настоящей работы – изучить реакцию генотипов мягкой пшеницы, содержащих разные комбинации чужеродных транслокаций, на андрогенез in vitro.
Материалы и методы. В работе использовался метод получения дигаплоидов из культуры пыльников пшеницы ‘Новосибирская 16’; линии Велют 991 – донора транслокаций T1RS.1BL от ржи и T5BS.5BL-5SL от Aegilops speltoides Tausch; четырех линий поколения F3 от их скрещивания 10-7, 14-8, 15-8, 15-12, различающихся содержанием транслокаций. Эффективность андрогенеза оценивалась по числу эмбриоидов, альбиносных и зеленых растений на 100 пыльников.
Результаты. Наиболее высокие показатели отмечены для линий Велют 991, 10-7 и 14-8, характеризующихся присутствием в геноме T1RS.1BL. Так, частота регенерации зеленых растений для них составила 8,6, 3,6 и 10,1% соответственно. Значения показателей андрогенеза у линии 15-12 с T5BS.5BL-5SL были значительно ниже и практически не отличались от соответствующих значений для линии 15-8 без чужеродного материала.
Заключение. Установлено положительное влияние T1RS.1BL, в том числе в сочетании с T5BS.5BL-5SL, на индукцию эмбриогенеза и регенерацию зеленых растений. Показано, что наличие только одной транслокации T5BS.5BL-5SL не влияло на эффективность андрогенеза.

135-146 133
Аннотация

Актуальность. Засорение посевов тетраплоидной кукурузы триплоидными зерновками приводит к снижению урожая зерна и разрушению стабильности ее генома. Поиск причин разложения тетраплоидного генома, как и решение проблемы снижения семенной продуктивности в свободноопыляющихся посевах тетраплоидной кукурузы, актуально.
Материалы и методы. Объектом исследований служили сорта тетраплоидной зубовидной (к-23427) и сахарной (к-23426) кукурузы из коллекции ВИР, гибриды зубовидной (к-24735) и сахарной кукурузы (к-23425). Опыты заложены на в предгорной зоне Кабардино-Балкарии. Инцухт и гибридизацию проводили под пергаментными изоляторами. Окрашивание метафазных пластинок корешков кукурузы проводили реактивом Шиффа по Фельгену, а пыльцевых зерен – раствором Люголя.
Результаты. Триплоидные зерновки наравне с диплоидными способны прорастать и проявляют слабую фертильность. В результате слияния между мужскими гаметами триплоидных и женскими тетраплоидных растений происходит разбалансирование стабильности тетраплоидного генома, которое приводит к нарастающей деградации продуктивности сорта с каждой репродукцией семян. Цитологический анализ и результаты тест-кроссов ♀2n × ♂3n, ♀4n × ♂3n показали, что у самоопыленных триплоидных растений частота формирования диплоидных зерновок составляет 7,44%, триплоидных + анеуплоидных – 41,78%, тетраплоидных – 50,74%, а в тест-кроссах частота диплоидных – 18,22%, триплоидных + анеуплоидных – 63,83%, тетраплоидных – 36,15%. Анализ классов расщепления с определением критерия χ2 Пирсона показал, что вместо ожидаемого расщепления 1(2n) : 7(3n) + (Xn±1x): 1(4n) на самоопыленных триплоидных растениях формируются диплоидные, триплоидные + анеуплоидные и тетраплоидные зерновки в соотношении 2 : 13 : 16 соответственно, а в тест-кроссах на 2n- и 4n-генотипы происходит расщепление на диплоидные, триплоидные + анеуплоидные и тетраплоидные зерновки в соотношении 7 : 18 : 14 соответственно.

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

147-156 87
Аннотация

Актуальность. Идентификация дублетных образцов в генетических банках семян весьма актуальна, поскольку увеличение объема коллекций за счет дублетов ведет к повышению затрат на поддержание, не расширяя уровень генетического разнообразия коллекций.
Материалы и методы. Изучали 17 пар образцов гороха Pisum sativum L. из коллекции ВИР, предположительно ошибочно внесенных в постоянный каталог дважды, но имеющих один и тот же интродукционный номер, поступившие в коллекцию в 1922–1996 гг. и репродуцированные к настоящему времени от двух до 16 раз. По результатам полевой оценки для молекулярного анализа было отобрано 15 пар дублетных образцов различного направления использования. RAPD-анализ выполнен с использованием пяти праймеров серии Operon. Суммарные запасные белки семян разделяли методом электрофореза в 12,5-процентном полиакриламидном геле в присутствии β-меркаптоэтанола и додецилсульфата натрия.
Результаты. Для установления идентичности или отличий образцов использовали следующие критерии: 1) сходство по морфологическим признакам (общему габитусу, окраске цветков, антоциановой пигментации цветков и вегетативных органов), срокам начала цветения; 2) идентичность или различие профилей RAPD-фрагментов; 3) идентичность или различие электрофоретических спектров запасных белков семян. На основании сравнительного анализа выявлены семь пар дублетных образцов; среди них пары к-81/к-1199, к-8331/к-8465, к-8719/к-8760, к-8757/к-8825 были полностью идентичными, а к-8464/к-8472, к-8740/к-8873, к-8689/к-8723 – гетерогенными, но преимущественно со сходными профилями RAPD-фрагментов и типами электрофоретических спектров белков семян.
Заключение. Для установления идентичности коллекционных образцов гороха, выявления дублетных, гетерогенных и засоренных образцов эффективна комплексная оценка, включающая фенотипирование растений в полевых условиях, а также анализ полиморфизма амплифицированных фрагментов ДНК и компонентов электрофоретических спектров запасных белков семян.

СИСТЕМАТИКА, ФИЛОГЕНИЯ И ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

157-173 120
Аннотация

Актуальность. Коллекция видов рода Nicotiana L. (Solanaceae), хранящаяся во Всероссийском научно-исследовательском институте табака, махорки и табачных изделий (ВНИИТТИ), является ценным генетическим ресурсом, используемым в селекционно-генетических исследованиях по межвидовой гибридизации, цитоплазматической мужской стерильности и как генбанк на устойчивость к основным болезням табака. Многие виды обладают декоративными признаками и свойствами: яркой окраской и необычной морфологией венчика, ароматом, оригинальной формой растения и другими – и перспективны для использования в ландшафтном и садовом дизайне. Для выявления и оценки таких видов впервые осуществлен скрининг их коллекции по комплексу морфологических и декоративно-ценных признаков.
Материалы и методы. Объектом изучения являлись 37 видов рода Nicotiana. Исследования выполняли в условиях парникового хозяйства и на опытно-селекционном участке ВНИИТТИ с использованием селекционных и агротехнологических методик, разработанных в институте и общепринятых в растениеводстве.
Результаты и заключение. По результатам фенотипической оценки 37 видов рода Nicotiana впервые определены 14 наиболее декоративно значимых признаков и выявлено 18 оригинальных видов и 10 гибридов N. alata × N. × sanderae, экологически адаптированных к местным условиям, перспективных для ландшафтного и садового дизайна: с яркими цветками, продолжительным цветением, относительной устойчивостью к стрессовым погодным условиям. Оценена типичность и стабильность их потомства, поддержана и сохранена in vivo их зародышевая плазма.

174-187 116
Аннотация

В статье дан сравнительный анализ таксономической структуры сегетальных флор восьми субъектов Российской Федерации: Ленинградской, Новгородской, Вологодской, Ростовской и Свердловской областей, Удмуртской Республики, Республики Башкортостан и Алтайского края. В состав сегетальных флор включены сорные растения агрофитоценозов зерновых яровых и озимых, технических, пропашных культур, многолетних трав. Сравнение проведено отдельно для аборигенной и чужеродной фракций. Установлено, что богатство аборигенных растений в изученных сегетальных флорах несколько выше, чем чужеродных, и насчитывает 137–209 видов, в то время как чужеродная фракция представлена 99–179 видами. Минимальное число как аборигенных, так и чужеродных видов растений отмечено в составе сегетальной флоры Вологодской области, максимальное число аборигенных видов отмечено в составе сегетальной флоры Удмуртской Республики, а чужеродных – Алтайского края. Семейства Asteraceae, Poaceae, Brassicaceae, Fabaceae, Lamiaceae, Caryophyllaceae, Scrophulariaceae входят в состав головного спектра как аборигенной, так и чужеродной фракций. Структура семейственно-видового спектра чужеродной фракции единообразнее по сравнению с таковой аборигенной фракции. При сравнении видового состава аборигенной и чужеродной фракций изученных сегетальных флор, а также сравнении семейственных и родовых спектров этих фракций получены сходные закономерности – географически близкие регионы имеют большее сходство сегетальных флор. При этом уровни сходства в аборигенной фракции ниже, чем в чужеродной. Это говорит о большей вариабельности видового состава аборигенных растений в сравнении с чужеродными. 

188-198 79
Аннотация

 Актуальность. Сравнительно-палиноморфологическое исследование естественно произрастающих и интродуцированных представителей лапин позволит выявить таксономическое значение морфологических признаков пыльцы рода и особенности пыльцы культивируемых растений. Охарактеризованы качество пыльцевого материала и интродукционный потенциал растений из Ботанического сада БИН РАН.
Материалы и методы. Пыльцевые зерна изучены с помощью светового, конфокального лазерного сканирующего и сканирующего электронного микроскопов. Фертильность определяли стандартным ацетокарминовым методом.
Результаты. Впервые проведено сравнение морфологии пыльцы культивируемых и обитающих в естественных условиях растений этого рода. Фертильность пыльцевых зерен у всех изученных образцов, за исключением Pterocarya fraxinifolia (Lam.) Spach, очень высокая, в основном более 90%. Фертильность зерен P. fraxinifolia в разные годы варьирует от 28 до 73%, что является низким или средним показателем качества пыльцы. В результате изучения 12 образцов выявлено, что пыльцевые зерна пяти таксонов сплющенные, средних размеров, 21–45 мкм в диаметре, 4–8-поровые, поры расположены вблизи экватора. Скульптура микрошипиковатая. У P. fraxinifolia обнаружены мелкие пыльцевые зерна, а также зерна с бугорчатой поверхностью, в нераспавшихся тетрадах и диадах. Приведены данные об интродукции рода в Санкт-Петербурге.
Заключение. Палинономофологическая характеристика является диагностической для рода Pterocarya Kunth. Пыльца птерокарий хорошо отличима от других ветроопыляемых таксонов, однако точные определения видов по пыльце с целью спорово-пыльцевого анализа невозможны. Морфологически наиболее разнообразны зерна низкофертильного образца P. fraxinifolia. Ограниченная возможность семенного размножения P. fraxinifolia, вероятно, связана с низкой фертильностью пыльцы у интродуцированного экземпляра. Качество пыльцы произрастающих в культуре P. rhoifolia Siebold et Zucc. и P. stenoptera DC. высокое. 

ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

199-207 81
Аннотация

Актуальность. Стеблевой хлебный пилильщик Cephus pygmaeus L. относится к серьезным вредителям пшеницы в Алтайском крае. Устойчивость растений-хозяев к этому насекомому основана на выполненности соломины. Влияние данного признака на заселенность стеблей личинками пилильщика и морфобиологические признаки яровой мягкой пшеницы в условиях Алтайского края не изучено.
Материалы и методы. Исследование проведено на опытном поле ФГБНУ «Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий» в 2019–2021 гг. Индекс выполненности соломины оценен по 20-балльной шкале. Взаимосвязь выполненности соломины с заселенностью стеблей пшеницы личинками хлебного пилильщика изучена на 12 генотипах. Влияние выполненности соломины на морфобиологические признаки исследовано на шести парах сестринских линий. По индексу выполненности соломины изучено 100 сортов, по устойчивости к хлебному пилильщику – 184 сорта.
Результаты. Коэффициент корреляции Спирмена между индексом выполненности соломины и заселенностью стеблей личинками хлебного пилильщика составил –0,77 в 2019 г. и –0,80 в 2020 г. Линии с выполненной соломиной в среднем за два года характеризовались меньшей высотой растения (–5 см), меньшей озерненностью одного колоска (–0,11 штук), массой 1000 зёрен (–1,7 г) и продуктивностью главного колоса (–0,08 г), но большей массой зерна побегов кущения (+0,11 г). Отрицательного влияния выполненности соломины на урожайность и качество зерна не выявлено. Обнаружено 11 сортов с индексом выполненности соломины > 15 баллов: ‘Ершовская 33’, ‘Изера’, ‘Квинтус’, ‘КВС Аквилон’, ‘Тибальт’, ‘Cunningham’, ‘KW 240-3-13’, ‘KBC 3.13’, ‘Lillian’, ‘Sparrow’, ‘WW-4’.
Заключение. Выполненность соломины существенно снижает вред, наносимый стеблевым хлебным пилильщиком, и не сказывается отрицательно на урожайности и показателях качества зерна. Рекомендуется использовать выделенные сорта с выполненной соломиной в селекции пшеницы на устойчивость к хлебному пилильщику.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ 

208-213 75
Аннотация

Актуальность. Устойчивость к патогенам – важный селекционный признак сорта. Опасным заболеванием земляники является фитофторозная корневая гниль (Phytophthora fragariae var. fragariae Hickman). Выявление закономерностей наследования генетических детерминант устойчивости и идентификация перспективных генотипов является важным этапом селекционной работы по созданию устойчивых к фитофторозу сортов. Цель исследования – выявление закономерностей наследования маркера SCAR-R1A, сцепленного с геном Rpf1 устойчивости к фитофторозной корневой гнили, в гибридном потомстве земляники.
Материалы и методы. Объектами исследования служили сорта земляники ‘Былинная’, ‘Олимпийская надежда’, ‘Привлекательная’, ‘Фейерверк’, а также гибридные сеянцы комбинаций скрещивания Былинная × Олимпийская надежда, Былинная × Фейерверк, Олимпийская надежда × Былинная, Привлекательная × Былинная, Фейерверк × Былинная. Для идентификации гена Rpf1 использовали доминантный маркер SCAR-R1A.
Результаты и выводы. В гибридной комбинации Былинная × Олимпийская надежда количество сеянцев с предполагаемым аллелем резистентности Rpf1 (маркер SCAR-R1A присутствует) составило 33,3% от общего количества форм, в комбинации Былинная × Фейерверк – 37,2%, комбинации Олимпийская надежда × Былинная – 39,4%, комбинации Привлекательная × Былинная – 39,6%, комбинации Фейерверк × Былинная – 36,2%. Среднее количество сеянцев с аллелем Rpf1 по изучаемым комбинациям скрещивания составило 37,1%. Оценка соответствия фактического расщепления теоретическому по критерию χ2 подтвердила моногенный характер наследования изучаемого признака и соотношение частот наследования маркерных фрагментов гена Rpf1 как 1 : 1, следовательно все идентифицированные сеянцы с предполагаемым аллелем Rpf1 характеризуются гетерозиготным генотипом (Rpf1rpf1). Выявлены перспективные для вовлечения в селекционный процесс гибридные сеянцы земляники: 62-41 (Былинная × Фейерверк), 65-17, 65-24 (Олимпийская надежда × Былинная), 69-29 (Фейерверк × Былинная).

ОБЗОРЫ 

214-223 129
Аннотация

Бобовые культуры – богатый источник клетчатки, белков, витаминов и минералов. Нут (Cicer arietinum L.) – третье по мировой значимости бобовое растение, обладающее высокой питательной ценностью и содержащее множество биологически активных соединений, включая биологически активные пептиды. Биоактивные пептиды семян нута обладают антиоксидантной, АПФ-ингибирующей, гипохолестеринемической, антигипертензивной, противомикробной, антитромботической, иммуномодулирующей, опиоидной активностями, а также способностью связывать минералы. Но несмотря на высокие питательные свойства, семена нута обладают антипитательными факторами, замедляющими переваривание и всасывание многих компонентов пищи. Исследования показали, что кулинарная обработка, предварительное проращивание или ферментация эффективно снижают содержание неусвояемых компонентов в нуте.
В данной статье представлен обзор исследований, направленных на изучение биологически активных пептидов, полученных из семян нута, и путей их образования, а также способов элиминации антипитательных факторов нута.

224-235 91
Аннотация

Цель настоящего обзора – анализ и обобщение имеющейся информации о ДНК-маркерах, разработанных для селекции овса (Avena sativa L.) на устойчивость к корончатой ржавчине. В статье рассматриваются механизмы устойчивости овса к возбудителю корончатой ржавчины – Puccinia coronata Corda f. sp. avenae Erikss. Особое внимание уделено расоспецифической устойчивости, обусловленной действием Pc-генов, и неспецифической устойчивости, контролируемой преимущественно локусами количественных признаков. Обсуждаются стратегии создания устойчивых генотипов и роль молекулярных маркеров в селекции овса на устойчивость к патогену. На данном этапе исследования сосредоточены в основном на поиске и разработке молекулярных маркеров, сцепленных с генами расоспецифической устойчивости овса к P. coronata.
В статье отражены преимущества и недостатки существующих ДНК-маркеров. В качестве наиболее доступных для внедрения в практическую селекцию овса нами рекомендованы прошедшие валидацию SCAR- и STS-маркеры к генам Pc39, Pc68, Pc91, Pc94. Приводятся результаты исследований по определению локусов неспецифической устойчивости к P. coronata. В целом применение ДНК-маркеров имеет значительный потенциал для создания устойчивых к корончатой ржавчине генотипов овса в современных условиях. ДНК-маркеры различных типов рекомендованы для практического использования, в частности для пирамидирования генов и увеличения срока устойчивости новых сортов. Внедрение ДНК-маркеров в селекцию овса будет возрастать с накоплением молекулярно-генетических данных и совершенствованием технологий выявления генов и локусов, связанных как с расоспецифической, так и неспецифической устойчивостью овса к P. coronata.

236-253 107
Аннотация

В настоящем обзоре рассматриваются вопросы cохранения ex situ генетических ресурсов рода Rubus L. в мировых генбанках, а также институтах и учреждениях разных стран. В исследуемой проблематике наиболее актуальными становятся вопросы сохранения меж- и внутривидового разнообразия и его рационального использования в селекционных программах. Основное внимание уделено помологически важным подродам – малин Idaeobatus Focke (= Batidaea (Dumort.) Greene) и ежевик Rubus (= Eubatus Focke).
Приводится детальная информация о составе и численности полевых, in vitro и криоколлекций, а также коллекций семян; анализируются особенности сохранения генетических ресурсов рода в разных типах коллекций. Обобщена отсутствующая в международных базах данных информация о коллекциях рода, сохраняемых в Российской Федерации. Особое внимание уделено коллекции малины и ежевики Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) – истории ее создания и современному состоянию.
В клоновом генбанке ВИР в настоящее время сохраняют 359 образцов рода Rubus, относящихся преимущественно к подродам малин (Idaeobatus) и ежевик (Rubus); из них в полевой коллекции поддерживают 209 образцов, в коллекции in vitro – 150. В коллекции ВИР преобладают селекционные сорта малины – 170 образцов, из которых 126 – отечественной селекции. Дикорастущие виды представлены в основном сборами на территории Русского Севера – 49 клонами малины обыкновенной (Rubus idaeus L.), 6 – морошки (R. chamaemorus L.) и сборами ежевики на территории Кавказа (35 образцов – 26 видов). Приводятся данные о видовом разнообразии рода в природной флоре Российской Федерации и обсуждается стратегия пополнения, изучения и сохранения генетических ресурсов рода Rubus в генбанке ВИР.

ИСТОРИЯ АГРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВИР. СЛАВНЫЕ ИМЕНА 

254-258 89
Аннотация

Отечественное и мировое научное сообщество в сфере селекции пшеницы и сельхозпроизводители в соответствующей отрасли отмечают 2 апреля 2022 года юбилей выдающегося селекционера академика РАН Людмилы Андреевны Беспаловой, заведующей отделом селекции и семеноводства пшеницы и тритикале Национального центра зерна имени П.П. Лукьяненко.
Основной результат работы коллектива под руководством академика Л. А. Беспаловой – более 170 сортов различных видов пшеницы и тритикале, в том числе более 100 сортов пшеницы мягкой, которые обеспечивают около 10% мирового производства зерна этой важнейшей для существования человечества культуры. Поставить на поток создание конкурентоспособных сортов пшеницы с уникальным сочетанием хозяйственно ценных признаков (качество зерна, адаптивность к абиотическим и биотическим стрессовым факторам, короткий вегетационный период) коллективу удалось за счет развития и реализации новой системы индустриальной селекции, аналогов которой нет в мире. По сути подход, разработанный в НЦЗ имени П.П. Лукьяненко под руководством Людмилы Андреевны Беспаловой, является проверенной на практике эффективной стратегией новой «зеленой революции», способной обеспечить глобальную продовольственную безопасность. 

259-267 114
Аннотация

В данной статье рассматривается франко-советское научное сотрудничество на примере взаимодействия Бюро интродукции Всесоюзного института растениеводства и французских семеноводческих фирм. Показываются задачи, поставленные перед Бюро интродукции, а также масштабы интродукционной работы. Отмечается размах деятельности Бюро, несмотря на многочисленные препятствия, которые он встречал. Так, семенной обмен был осложнен организационными трудностями, такими как нарушение условий поставки Торговым представительством СССР во Франции или же транспортными компаниями, а также финансовые затруднения. Сильнейшее влияние на работу Бюро интродукции оказывали идеологические конфликты, инициированные управляющими отдела А. К. Колем и позднее Г. Н. Шлыковым. Более того, само научное взаимодействие между СССР и Францией осложнялось политической обстановкой в мире, где СССР и Франция не могли считаться союзниками. Несмотря на означенные проблемы, период с 1926 по 1933 г. считается самым продуктивным в вопросе взаимодействия Бюро и французских семеноводческих фирм за то время, что Н. И. Вавилов был директором ВИР. 



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


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