Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск
Том 184, № 1 (2023)
Скачать выпуск PDF

МОБИЛИЗАЦИЯ И СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

9-20 223
Аннотация

Актуальность. Криоконсервация семян в жидком азоте – перспективный метод сохранения генетических ресурсов. Отсутствие методов криоконсервации семян льна делают данную работу актуальной.
Материалы и методы. В работе использованы семена льна-долгунца ‘Оршанский 2’. Эксперимент проведен в 2-кратной повторности, каждая из которых включала в себя 6 вариантов. В 1 и 2 вариантах семена хранили в бумажных пакетах при комнатной температуре (1 – контроль, семена без обработки; 2 – обработанные биоразрушаемым полимером 3-гидроксимасляной кислоты [П(3ГБ)]). В вариантах 3–6 семена хранили в жидком азоте без обработки и с обработкой П(3ГБ) (в 3, 4 – в марлевой упаковке, в 5, 6 – в ламинированных пакетах из фольги). Оценку влияния действия азота и типов хранения проводили в три этапа: (I) сразу после выемки – энергия прорастания и всхожесть, (II) полевая всхожесть, (III) через 6 месяцев хранения при комнатной температуре – энергия прорастания и всхожесть.
Результаты. Лабораторная энергия прорастания и всхожесть семян в контроле составили 99%, а полевая всхожесть 83%. Наименьшая энергия прорастания, лабораторная и полевая всхожесть отмечены после хранения в ламинированных пакетах без обработки П(3ГБ): вариант 5 этап II (79%), вариант 5 этап III (74%) и с обработкой П(3ГБ): вариант 6 этап II (78%) вариант 6 этап III (82%). Двухфакторный дисперсионный анализ показал, что жидкий азот оказал достоверное отрицательное, но не критическое влияние на лабораторную энергию прорастания, полевую всхожесть, а также лабораторную энергию прорастания, всхожесть после выемки и 6 месяцев хранения при комнатной температуре, с долей влияния 42, 11, 31, 24% соответственно. Обработка P(3HB) не оказала существенного влияния ни на один из вариантов эксперимента с его использованием.
Заключение. При хранении в разных видах упаковки, можно использовать любой из опробованных способов заморозки, что значительно облегчает и удешевляет криоконсервацию льна.

ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ 

21-32 165
Аннотация

Актуальность. Triticum sphaerococcum Percival – шарозерная пшеница – обладает рядом положительных характеристик: округлая форма зерновки, отличные хлебопекарные качества, устойчивость к полеганию, но создание коммерческих сортов этого вида сложно реализуемо из-за низкой продуктивности. Основная проблема для селекционного использования T. sphaerococcum – сильный плейотропный эффект круглозерности и компактности колоса, обусловленный соответственно генами S-D1, C2. Вместе с ними наследуются и негативные признаки, свойственные этому виду: мелкое зерно, низкая продуктивность колоса.
Материал и методы. Материал для исследований представлен пятью образцами T. sphaerococcum из коллекции ВИР, а также перспективными линиями яровой шарозерной пшеницы селекции Татарского НИИСХ и сортами яровой мягкой пшеницы, являющимися стандартами в Средневолжском сельскохозяйственном регионе. Изучение и селекционная проработка материала осуществлялись по традиционным методикам в селекции яровой мягкой пшеницы. Поражение растений основными болезнями оценивали в соответствии с методическими указаниями ВИР. Мукомольно-хлебопекарные качества зерна оценивали по общепринятым методикам и ГОСТам.
Результаты. В результате селекционной работы были получены конкурентоспособные линии шарозерной пшеницы. Показано, что созданные линии значительно превосходят по урожайности и устойчивости к основным грибным болезням исходные образцы шарозерной пшеницы, но уровень зерновой продуктивности созданных линий был ниже стандартного сорта мягкой пшеницы ‘Йолдыз’. Подтверждены высокие качественные показатели муки и зерна шарозерной пшеницы. Получен патент на сорт яровой шарозерной пшеницы ‘Сакара’.

33-41 207
Аннотация

Актуальность. Бархат амурский – ценное древесное растение, имеющее большое народнохозяйственное значение. Его кора, луб, листья, плоды успешно используются в медицине и косметологии. Кроме того, он весьма декоративен, является хорошим медоносом и источником легкой пористой пробки. Благодаря своим свойствам и относительной неприхотливости может представлять интерес для интродукции. В связи с этим целью исследования было изучение особенностей влияния погодных условий на сезонный ритм развития растений бархата амурского (Phellodendron amurense Rupr.) в условиях лесостепи Приобья.
Материалы и методы. Материалом для исследования послужили 32 дерева бархата амурского, интродуцированных в условиях лесостепи Приобья. Фенологические наблюдения для оценки ритма сезонного развития проводили по методическим рекомендациям И. Д. Юркевича с соавторами. Для выявления зависимости ритма сезонного развития от погодных условий использовали коэффициент корреляции Пирсона (r).
Результаты. Результаты проведенных исследований подтверждают, что растения бархата амурского, произрастающие в дендрарии Сибирского научно-исследовательского института растениеводства и селекции – филиала Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, успешно адаптировались к условиям произрастания. Отмечено варьирование сроков прохождения фенофаз, особенно при раннем начале (2020 г.) и нехарактерном завершении (2018 г.) вегетации. Определена зависимость динамики развития от среднесуточной температуры воздуха, количества осадков и суммы эффективных температур.
Заключение. Установлено, что развитие бархата амурского в лесостепи Приобья проходит в соответствии с особенностями развития вида в пределах его естественного ареала.

42-52 114
Аннотация

Актуальность. Современные сорта мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.), селекция которых велась в основном на увеличение продуктивности, часто имеют невысокую концентрацию минеральных элементов в зерне. Дикие и примитивные пшеницы отличаются большим генетическим разнообразием, в том числе по содержанию минералов в зерне, и могут использоваться для улучшения генофонда возделываемой пшеницы по этому признаку. Цель работы – изучение особенностей минерального состава зерна линий мягкой пшеницы с интрогрессиями генетического материала видов рода Triticum L.
Материалы и методы. Исследовали родительские сорта яровой мягкой пшеницы, образцы тетраплоидных и гексаплоидных видов рода Triticum, а также 20 интрогрессивных линий, полученных с их участием в 2018 и 2020 г. Уровень накопления макро- (K, Р, Са, Mg) и микроэлементов (Zn, Fe, Cu, Mn) в зерне определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой; общее содержание белка в зерне пшеницы – в соответствии с ГОСТ 10846-91. Статистическую обработку выполняли в программных пакетах Statistica 10.0 и MS Excel.
Результаты и заключение. Содержание минералов в зерне привлеченных в скрещивания образцов видов рода Triticum было выше, чем у сортов T. aestivum (в среднем за два года от 1,02 до 2,13 раза в зависимости от элемента). У большинства линий с чужеродным генетическим материалом уровень накопления Zn, Fe, Cu, Mn превосходил исходные сорта мягкой пшеницы, а концентрация N, Р, Mg, K была ближе к значениям сорта. Установлена высокая статистическая значимость вклада генотипа, условий года и их взаимодействия в изменчивость содержания макро- и микроэлементов в зерне исследованных генотипов. Выделены линии со стабильно высокими показателями по минеральному составу зерна и продуктивности, которые представляют интерес для селекции пшеницы на качество зерна.

53-69 211
Аннотация

Актуальность. Жимолость голубая (Lonicera caerulea L.) является ценным источником биологически активных веществ (БАВ) полифенольной природы и редких для плодовых культур иридоидов, обладающих антиоксидантными, противовоспалительными, антимикробными и другими свойствами и широко применяемых в пищевой, медицинской и косметической промышленности.
Материалы и методы. В работе представлено исследование плодов 20 селекционных сортов жимолости российского, канадского и американского происхождения, репродуцированных в Федеральном научном центре имени И.В. Мичурина в Тамбовской области, на содержание основных групп БАВ с использованием современных методов (спектрофотометрия, ВЭЖХ с фото-, рефракто- и масс-спектрометрическим детектированием).
Результаты и обсуждение. Детально изучены основные группы БАВ (содержание и профиль антоцианиновых пигментов, проантоцианидинов, флавонолов и флавонов, гидроксикоричных кислот, иридоидов, органических кислот), а также моно- и дисахариды. Проведено сравнительное исследование биологической ценности отечественных и зарубежных сортов жимолости. Заключение. По результатам исследования определены наиболее перспективные сорта жимолости в аспекте содержания основных групп БАВ.

70-78 106
Аннотация

Кок-сагыз (Taraxacum kok-saghyz Rodin) – многолетнее травянистое растение, перспективное в качестве источника натурального каучука. Данное исследование описывает влияние азотных, фосфорных и калийных удобрений на рост и урожайность кок-сагыза при помощи эксперимента в полевых условиях. Мы обнаружили, что правильное внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений может значительно увеличить урожайность корней, выход каучука и общего сахара у кок-сагыза. При внесении количества азотно-основного удобрения, увеличенного с 0 до 107,2 г м–2, тенденция изменения урожайности каучука соответствовала явному увеличению; при внесении количества фосфорноосновного удобрения, увеличенного с 0 до 10,5 г м–2, тенденция изменения урожайности каучука также соответствовала значительному увеличению; при внесении удобрения на основе калия, увеличенного с 0 до 35,3 г м–2, тенденция изменения урожайности каучука соответствовала наибольшему увеличению.
Согласно нашим рекомендациям, в местных почвенных условиях экспериментальной станции в Харбине (N45.592729°, E126.581668°) количество основного удобрения должно составлять: 107,2 г м–2 мочевины, 43,4 г м–2 суперфосфата кальция, 10,5 г м–2 хлористого калия.

79-89 93
Аннотация

Актуальность. Цель исследований – выделить перспективные генотипы ячменя пивоваренного направления из исходного материала селекции Омского аграрного научного центра.
Материал и методы. Исследования проведены с 2017 по 2020 г. в южной лесостепи Западной Сибири. Объект исследований – 13 линий: Саша × Гетьман (2 линии); Саша × Margret; Подарок Сибири × Гетьман (3 линии); Омский 95 × Беатрис (3 линии); Омский 95 × Деспина; Омский 95 × Viva; Омский 100 × Margret; Омский 90 × Margret. Биохимическая оценка зерна на пивоваренные качества проведена совместно с Федеральным исследовательским центром «Немчиновка» по ГОСТ 5060-86 (Ячмень пивоваренный. Технические условия).
Результаты и обсуждение. Наиболее перспективными являются линии, характеризующиеся повышенной урожайностью (5,39–6,21 т/га) и пониженной массовой долей белка (11,39–11,92%): Саша × Гетьман (1), Саша × Гетьман (2), Омский 90 × Margret, Омский 95 × Беатрис (2), Омский 95 × Беатрис (3), Омский 95 × Деспина. Также данные линии обладают комплексом следующих пивоваренных признаков: выравненность зерна (98,7–99,95); пленчатость зерна: (9,3–9,9%), масса 1000 зерен (55,6–57,0 г), экстрактивность зерна (78,1 и 78,9%), массовая доля крахмала (55,35–56,83%), цветность (0,15–0,30 ед. ЕВС), стекловидность солода (0,0–3,0%).
Заключение. Для дальнейших исследований рекомендуются линии Саша × Гетьман (1) и (2), Омский 90 × Margret, Омский 95 × Беатрис (2) и (3), Омский 95 × Деспина.

КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ 

90-101 113
Аннотация

Актуальность. Расширение зоны возделывания яровой твердой пшеницы возможно только на основе адаптированных сортов. Цель исследования – изучить сорта яровой твердой пшеницы из разных регионов России, выделить урожайные, адаптированные к почвенно-климатическим условиям Приморского края, с высокими показателями качества зерна.
Материалы и методы. Адаптивный потенциал генотипов определяли по результатам экологического испытания 16 сортов яровой твердой пшеницы, проводимого в ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» в 2017–2021 гг.
Результаты. В результате исследований высокий потенциал продуктивности выявлен у сортов яровой твердой пшеницы: ‘Солнечная 573’ – 3,9 т/га, ‘Донская элегия’ – 3,8 т/га, ‘Людмила’ – 3,8 т/га, ‘Омский изумруд’ – 3,8 т/га, ‘Воронежская 7’ – 3,8 т/га. Стрессоустойчивость проявили: ‘Памяти Янченко’ (–2,1), ‘Жемчужина Сибири’ (–2,4), ‘Воронежская 7’ (–2,4). Высокая генетическая гибкость отмечена у сортов ‘Людмила’ (4,2) и ‘Донская элегия’ (4,0), формирующих высокую урожайность в благоприятные по погодным условиям годы. Сорта ‘Солнечная 573’ (112,5%), ‘Воронежская 7’ (111,0%) имели коэффициент адаптивности выше 100%. К пластичным отнесены: ‘Донская элегия’, ‘Людмила’, ‘Алейская’, ‘Воронежская 9’ (bi > 1); к стабильным: ‘Омский циркон’ (S2di = 0,00), ‘Памяти Янченко’ (S2di = 0,02), ‘Воронежская 7’ (S2di = 0,04), ‘Алейская’ (S2di = 0,05), ‘Николаша’ (S2di = 0,06), ‘Омская бирюза’ (S2di = 0,08); сорта ‘Воронежская 7’ и ‘Памяти Янченко’ способны формировать высокую продуктивность, при незначительном ее снижении в неблагоприятных условиях (ПУСС 134,9 и 144,8 соответственно). Высокую гомеостатичность и селекционную ценность показали сорта ‘Памяти Янченко’ (4,8 и 1,9 соответственно) и ‘Воронежская 7’ (3,5 и 2,0 соответственно).
Заключение. На основании комплексной оценки по урожайности и параметрам адаптивности в условиях Приморского края выделены два сорта: ‘Воронежская 7’ и ‘Солнечная 573’, рекомендуемые для испытания в производстве.

102-117 106
Аннотация

Актуальность. Одним из путей повышения производства льна является расширение посевных площадей, в том числе в зонах нетрадиционных для его выращивания. Для решения этой задачи необходим тщательный подбор сортов, способных давать стабильные высокие урожаи и обладать конкурентоспособным качеством сырья. Цель исследования заключалась в выявлении потенциала адаптивности образцов и выделении источников ценных свойств для их использования в условиях Северного Зауралья.
Материалы и методы. В полевых условиях юга Тюменской области в 2017–2020 гг. было проведено изучение 60 образцов льна. Фенотипический скрининг проводили с использованием Международного классификатора и дескриптора вида Linum по показателям полевой всхожести семян, высоте растений, урожайности семян, льносоломы, тресты, волокна. Статистическая обработка данных выполнена методами многофакторного дисперсионного и корреляционного анализа. Экологический скрининг выполняли по S.A. Eberhart, W.A. Russell.
Результаты и заключение. На основании многолетних данных выявлены источники признаков: полевая всхожесть семян – 4; высота растения – 4; продолжительность вегетационного периода – 11; урожайность: соломы – 21; тресты – 19; семян – 9; урожайность всего волокна – 6; масса 1000 семян – 5 образцов. Установлено, что проявление признаков в большей степени обусловлено влиянием фактора «окружающая среда» и сложным взаимодействием «генотип × среда». По результатам баллового ранжирования выделено 12 образцов, которые могут быть использованы в качестве исходного материала для селекции. С помощью корреляционного анализа в среднем за годы исследований обнаружены высокие и стабильные прямые взаимосвязи урожайности соломы (r = 0,73–1,00) и тресты (r = 0,68–1,00) с высотой растений. В относительно благоприятных для роста и развития растений условиях вегетационных периодов 2017 и 2020 г. возрастало влияние полевой всхожести семян на высоту растений (r = 0,62–1,00), урожайность соломы (r = 0,78–1,00), семян (r = 0,52–0,91).

118-127 98
Аннотация

Тыква – одна из наиболее ценных овощных культур, которая широко используется в пищу во всем мире, являясь важным источником каротиноидов и каротинов, биологически активных веществ с антиоксидантной и другими видами активности. Их содержание в значительной мере зависит от видовых и сортовых особенностей тыквы. Коллекция Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) насчитывает более 3000 образцов пяти культурных видов тыквы и является важнейшим источником исходного материала для получения новых сортов с целью расширения ассортимента продуктов функционального питания. Задачей нашего исследования было изучение содержания каротиноидов, каротинов, в том числе β-каротина, в плодах тыквы Cucurbita maxima Duch., C. pepo L. и C. moschata Duch. ex Poir., выращенных в условиях Северо-Западного региона России, который характеризуется коротким вегетационным периодом и невысокой суммой активных температур. Проведенное нами исследование с последующим статистическим анализом позволило выявить достоверные отличия между видами и сортами тыквы из коллекции ВИР по содержанию каротиноидов, суммы каротинов и β-каротина. Для образцов C. maxima и C. moschata, в отличие от C. pepo, был характерен широкий диапазон варьирования этих признаков. Выявлено статистически значимое влияние цвета мякоти и цвета коры плодов на содержание в них каротиноидов, каротинов и β-каротина (p < 0,001). Минимальное количество каротиноидов, каротинов и β-каротина установлено для плодов со светло-желтой мякотью, максимальное – с темно-оранжевой. Плоды тыквы с красной корой накапливали больше целевых соединений, в отличие от плодов с белой корой. Выделенные нами образцы Cucurbita c высоким содержанием каротинов и каротиноидов являются ценным исходным материалом для селекции сортов с улучшенным биохимическим составом для расширения линейки продуктов функционального питания, пригодных к выращиванию в регионах с условиями, нетипичными для производства данной культуры.

ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

128-136 82
Аннотация

Потенциал улучшения продуктов питания и здоровья человека заключается в потреблении высокосбалансированных цельных зерен. Национальный институт сельскохозяйственных исследований (INRA-Марокко) запустил селекционную программу, направленную на создание новых культурных линий тетраплоидного овса Avena murphyi Ladiz. с высокими питательными свойствами. Исследование различных показателей было проведено на десяти линиях тетраплоидного овса A. murphyi, чтобы показать не только важность одомашнивания диких видов овса для повышения урожайности, но и выявить питательные свойства этих линий. В этом исследовании мы оценили линии по некоторым биохимическим свойствам зерна, таким как содержание в зерновке белка и липидов, а также зольности, фракций клетчатки, углеводов и микроэлементов.
Полученные результаты показали широкий диапазон биохимического состава линий. У проанализированных зерновок различных линий выявлены высокие достоверные различия (Р < 0,001) по содержанию белка (11,46–15.12%), жиров (4,14–10,14%), углеводов (48,68–57,38%) и зольности (2,71–5.18%). Анализ общих фракций клетчатки (NDF, ADF, ADL и CF) показал наличие достоверных различий между оцениваемыми линиями. В зерновках линий 8 и 9 зафиксировано самое высокое содержание белка (15,12% и 13,66%) с повышенным содержанием фосфора и некоторых микроэлементов: магния, железа и марганца.
Благодаря своему биохимическому составу культурные марокканские линии тетраплоидного овса A. murphyi открывают много возможностей для расширения возделывания овса в Марокко и служат отличным потенциальным сырьем для производства пищевых продуктов.

137-143 92
Аннотация

Актуальность. Известно, что симптоматика больных растений картофеля может быть результатом комплементарных взаимодействий между геномной РНК вироида веретеновидности клубней картофеля (PSTVd) и мРНК некоторых регуляторных генов, которые приводят к РНК-интерференции, синтезу малых интерферирующих РНК (vd-sRNA PSTVd) и нарушению морфогенеза. В то же время степень проявления симптомов при поражении вироидом варьирует у различных сортов картофеля. Впервые рассмотрена возможность предсказания взаимодействий участков 3’ UTR различных аллелей гена StTCP23, кодирующего транскрипционный фактор, с комплементарными участками в составе геномной РНК PSTVd.
Материалы и методы. Материалом исследования служили растения восьми районированных сортов картофеля. Было секвенировано по шесть клонов каждого ампликона кДНК участка гена StTCP23, включающего 3’ UTR-область, и охарактеризован аллельный состав таргетных участков 3’ UTR размером 27 нуклеотидов.
Результаты. Всего выявлено 11 типов аллелей, которые различаются однонуклеотидными заменами и делециями различной длины. Сорта, имеющие аллель А с нуклеотидной последовательностью, идентичной референсной (‘Gala’, ‘Colomba’, ‘Фаворит’, ‘Фиолетовый’), или высокую дозу аллеля С, имеющего делецию 4-х нуклеотидов (‘Impala’), отличались высокой восприимчивостью уже при первичном заражении PSTVd. Сорта ‘Крепыш’, ‘Labadia’ и ‘Riviera’, отнесенные к толерантным сортам при первичной инокуляции, напротив, характеризуются отсутствием аллеля А и наличием сортоспецифичных мутантных аллелей.
Заключение. Высокая степень полиморфизма в сайте-мишени (3’ UТR-области) гена StTCP23 указывает на возможное давление отбора на этот локус. Можно предположить, что сорта с более короткими аллелями, которые имеют меньше оснований, комплементарных vd-sRNA в гипотетических дуплексах, и поэтому меньшую вероятность индуцировать сайленсинг гена-мишени, являются более толерантными к PSTVd при первичном заражении вироидом.

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ 

144-153 113
Аннотация

Актуальность. В создании сортов с высоким адаптивным потенциалом сомаклональная изменчивость может стать основой для появления линий с отличающимся от донорных генотипов уровнем фенотипической стабильности. Цель исследования – определение применимости культур дедифференцированных клеток для получения форм с различным уровнем адаптивности.
Материалы и методы. Объектами исследования служили 10 регенерантных линий пшеницы, полученных на базе каллусной культуры, и генотипы, чьи незрелые зародыши послужили основой для ее формирования (доноры). Опыты проводили на делянках 1 м2.
Результаты. Анализ данных по массе 1000 зерен и урожайности показал большую стабильность регенерантных линий от сорта ‘Новосибирская 15’, как агрономическую (s2d, Pi_масса1000, Pi_урожайность), так и биологическую (σ2САСi), по сравнению с донорным сортом. По данным GGE-biplot-анализа они отнесены к одной экологической нише и характеризуются близким к единице коэффициентом bi. Находящиеся в противоположных нишах сорт ‘Таёжная’ и высокопродуктивная регенерантная линия РС(Таежная)3.6 занимали первые места в рейтинге по s2d и σ2САСi и отнесены к генотипам, хорошо переносящим неблагоприятные условия возделывания (bi < 0,7). Регенерантные линии от высокоурожайной линии К-142-4 продемонстрировали большую вариабельность значений параметров стабильности, но в среднем были более требовательны к условиям культивирования, чем генотип сравнения – сорт ‘Минуса’. Регенерантная линия от этого сорта имела меньшую стабильность массы зерна.
Заключение. Культура дедифференцированных клеток служит источником образцов, значительно отличающихся по фенотипической стабильности как от своих донорных, так и от полученных в этой же клеточной культуре генотипов.

154-162 85
Аннотация

Актуальность. Большинство коммерческих сортов хлопчатника имеет волокно белого цвета. Расход большого количества энергии и воды при производстве тканей из такого волокна создает значительные проблемы, поэтому в последние десятилетия в мире появляется все больше сортов хлопчатника с природно-окрашенным волокном. Помимо экономии природных ресурсов, природно-окрашенное волокно имеет преимущество как низко аллергенное. Это волокно стоит значительно дороже на мировом рынке.
Материалы и методы. Объект линия хлопчатника со светло-коричневым волокном 7С, полученная методом индивидуального отбора из гибридной комбинации Генетик 34 (Туркмения, позднеспелый, коричневое волокно) × C2 8101-73 (к-8112, Албания, скороспелый, белое волокно). Линия была зарегистрирована в Госреестре сортов РФ под названием ‘Браун’ в 2019 г. Авторы сорта: М. Ш. Асфандиярова, Л. П. Подольная, А. Г. Дубовская, Р. К. Туз. Выдан патент на селекционное достижение за номером 10638. Исследования проводились на базе Прикаспийского НИИ аридного земледелия (ныне Прикаспийский аграрный федеральный научный центр РАН). Сравнительное изучение линии 7С и беловолокнистого стандарта ‘АС-5’ по морфологическим и хозяйственно ценным признакам за период 2013–2018 гг. проводилось согласно методике ВИР.
Результаты и выводы. Двухфакторный дисперсионный анализ показал, что сорт ‘Браун’ достоверно отличается от сорта ‘АС-5’ лишь по длине волокна, однако пятый тип, к которому относится волокно сорта ‘Браун’, в большом объеме используется для производства тканей. Урожайность сорта (2,5–3,0 т/га) сравнима со стандартом. Колебания показателей изученных признаков сорта ‘Браун’ по годам меньше, чем у стандарта, что свидетельствует о пластичности сорта и его хорошей адаптации к условиям Северного Прикаспия. Естественный цвет волокна будет придавать изделиям особую привлекательность. Расчет экономической эффективности возделывания сорта показал высокую рентабельность – до 132%.

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

163-176 93
Аннотация

Актуальность. При исследовании генетического разнообразия сельскохозяйственных растений, представленного как в виде разрешенных к возделыванию сортов, так и в виде многообразия образцов рабочих и национальных коллекций, применяют молекулярные маркеры, которые позволяют проводить идентификацию сортов, устанавливать филогенетические связи между ними и выявлять ценные генотипы для создания новых высокопродуктивных сортов. Одним из эффективных способов решения этих задач является применение SSR-маркеров. Целью данной работы является изучение генетического разнообразия современных сортов льна, представленных в Госреестре сортов Российской Федерации, с помощью SSR-маркеров, определение их филогенетических связей и генетическая паспортизация.
Материалы и методы. Объектом исследования стали 82 сорта льна (60 сортов льна-долгунца, 22 сорта льна масличного) и 3 образца стародавних кряжевых льнов. Генетический анализ проводился методом ПЦР с использованием набора из 11 SSR-маркеров, меченых флуоресцентными красителями, с последующей детекцией продуктов на генетическом анализаторе.
Результаты. При исследовании сортов было обнаружено 50 аллелей в 11 локусах, количество аллелей на локус варьировало от 2 до 10, в среднем 4,55 аллелей. Каждый образец льна содержал свойственный только ему набор аллелей.
Заключение. Полученная SSR-база данных позволила разработать генетические паспорта каждого сорта в виде буквенно-цифрового кода. Также был проведен кластерный анализ и построена дендрограмма генетического подобия. Выявленные родственные связи между сортами согласуются с информацией об их происхождении.

177-186 124
Аннотация

Актуальность. В связи с увеличением вредоносности на территории Поволжья стеблевой ржавчины пшеницы (возбудитель – Puccinia graminis f. sp. tritici Erikss. & E. Henn.) и вероятностью заноса агрессивной расы Ug99 принципиальное значение приобретает оценка генетического разнообразия селекционного материала пшеницы и идентификация эффективных Sr-генов.
Материалы и методы. В работе анализировали 90 интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы селекции Федерального аграрного научного центра Юго-Востока, устойчивых к P. graminis f. sp. tritici. Для выявления генов устойчивости Sr24/Lr24, Sr25/Lr19, Sr26, Sr28, Sr31/Lr26, Sr32, Sr36, Sr38/Lr37, Sr39 и Sr57/Lr34 использовали молекулярные маркеры. Устойчивость растений анализировали по стандартным методикам, тип реакции определяли по шкале Стекмана.
Результаты. У селекционных линий яровой мягкой пшеницы идентифицированы гены Sr31/Lr26, Sr25/Lr19, Sr57/Lr34, Sr38/Lr37 и Sr39/Lr35. Ген Sr25 выявлен у 51 линии (56,7% изученных образцов), Sr31 – у 41 линии (45,6%), Sr57/Lr34 – у 5 линий, Sr38 – у 10 линий и Sr39 – у одной линии. Идентифицированы комбинации генов устойчивости: Sr31+Sr25 – у 28 линий (31,1%), Sr25+Sr38 – у 5 линий и Sr25+Sr39 – у одной линии. Гены Sr24/Lr24, Sr26, Sr28, Sr32 и Sr36 не выявлены.
Заключение. Выделены высокоустойчивые к P. graminis f. sp. tritici линии яровой мягкой пшеницы с перспективными комбинациями генов Sr31+Sr25, Sr25+Sr38 и Sr25+Sr39, которые могут быть использованы в российских селекционных программах.

187-193 125
Аннотация

В настоящее время при реализации селекционных программ по созданию устойчивых к патогенам генотипов винограда используют методику ДНК-маркерной оценки как непосредственно в селекционном отборе, так и при оценке исходного генофонда. Сорт винограда ‘Талисман’, обладая высокими потребительскими характеристиками, устойчивостью к болезням и морозу и функционально женским типом цветка, является привлекательным для селекции. Нами выполнена ДНК-маркерная оценка генотипа ‘Талисман’ и сортов, а также новых гибридных форм винограда, созданных с участием сорта ‘Талисман’ на наличие локусов устойчивости к милдью Rpv3 и Rpv12. Известно, что наличие этих двух генов в одном генотипе винограда имеет аддитивный эффект. Согласно родословной сорта ‘Талисман’ (Фрумоаса Албэ × Восторг), можно предполагать наличие данных генов в исследуемой выборке. Исследование проведено методом ПЦР с анализом результатов на автоматическом генетическом анализаторе. ДНК выделяли из молодых побегов анализируемых растений методом ЦTAБ. В работе использованы тесно сцепленные микросателлитные маркеры, рекомендованные для ДНК-идентификации аллельного состояния генов Rpv3 (UDV305, UDV737) и Rpv12 (UDV343, UDV360). Одновременное присутствие Rpv3 и Rpv12 определено только в генотипе сорта ‘Талисман’. При анализе генотипов – потомков сорта ‘Талисман’ наличие гена устойчивости к милдью Rpv3 определено в гибридах винограда под наименованиями «Агат дубовский», «Пёстрый» и гена Rpv12 – в генотипах ‘Виктор’, ‘Преображение’. ДНК-маркерный анализ подтверждает перспективность генотипа ‘Талисман’ для селекции столовых сортов как донора генов устойчивости к милдью Rpv3 и Rpv12.

194-204 142
Аннотация

Актуальность. Использование бобов конских (Vicia faba L.) в качестве кормового и пищевого растения сдерживается наличием антипитательных веществ, в частности содержанием фенольных соединений – танинов – в семенной оболочке. Наличие в генофонде низкотаниновых или безтаниновых форм позволяет вести селекцию на этот признак. Цель работы – осуществить биохимическую валидацию известного морфологического маркера низкого содержания танинов, а также выявить связи между рядом фенотипических признаков, характеризующихся накоплением фенольных соединений – танинов и антоцианов, с их концентрацией для использования в качестве дополнительных морфологических маркеров низкого содержания этих антипитательных веществ в семенах бобов.
Материалы и методы. У 10 образцов бобов из коллекции ВИР с разной окраской семенной кожуры анализировали связи наличия/отсутствия антоциана на проростках, пигментации на лепестках, темных экстрафлоральных нектарников на прилистниках с содержанием танинов и антоцианов. Растения выращивали и изучали в Ленинградской обл. в 2020–2021 гг. Танины в семенах определяли методом Левенталя. Антоцианы определяли в зеленой массе растений спектрофотометрическим методом.
Результаты и заключение. Выявлены разные комбинации изученных морфологических признаков, связанных с окраской изучаемых органов. Определена высокая положительная корреляция между содержанием антоцианов и танинов (r = 0,79), а также прямая связь высокого значения этих признаков с наличием темного экстрафлорального нектарника на прилистниках и антоциана на проростках. Отсутствие антоцианового окрашивания проростков и отсутствие темноокрашенного экстрафлорального нектарника на прилистниках могут служить маркерами низкотаниновых генотипов на ранних стадиях развития растений. Светлая, долго не темнеющая окраска семенной кожуры также может быть свидетельством низкого содержания танинов.

ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

205-214 107
Аннотация

Актуальность. Мягкая пшеница (Triticum aestivum L.) – одна из основных продовольственных культур в мире. В Российской Федерации валовые сборы культуры в последние годы достигали 21,079 млн тонн. Одним из самых вредоносных заболеваний мягкой пшеницы является мучнистая роса. Сырой и прохладный климат северо-запада России провоцирует появление мучнистой росы на посевах зерновых практически ежегодно. Создание устойчивых к болезни сортов яровой мягкой пшеницы является наиболее экономичным и экологически безопасным направлением в селекции. Успех селекции определяют изучение источников устойчивости к болезни и интрогрессия новых генов в перспективные сорта пшеницы. Цель работы – проверить ювенильную и взрослую устойчивость к мучнистой росе образцов яровой мягкой пшеницы, выделенных за более чем двадцатилетний период, и определить эффективность источников устойчивости к патогену в настоящее время.
Материал и методы. С 2000 г. в отделе генетики совместно с отделом генетических ресурсов пшеницы ВИР проведен поиск источников устойчивости к мучнистой росе среди 1283 образцов яровой мягкой пшеницы. Выявленные 36 источников взрослой и проростковой устойчивости к мучнистой росе были повторно оценены в 2022 г. Исследования проводили согласно методическим указаниям ВИР.
Результаты и обсуждение. В 2022 г. полевое и лабораторное изучение сортов пшеницы выявило образцы, устойчивые к патогену на всех фазах развития. Уставлено, что 6 образцов сохраняют устойчивость к мучнистой росе в течение 13–22 лет, 6 образцов устойчивы к болезни на протяжении 7–12 лет, 8 сортов устойчивы в течение 6 лет. Подтверждена устойчивость 9 образцов, выявленных в 2020 г.
Заключение. Полевые и лабораторные исследования выявили образцы яровой мягкой пшеницы, сохраняющие ювенильную и взрослую устойчивость к ленинградской популяции возбудителя мучнистой росы в течение 7 и более лет. Данные источники устойчивости рекомендуются для использования в селекционных программах по улучшению пшеницы.

215-224 330
Аннотация

Актуальность. Для культивируемого вида ячменя проблема устойчивости к алюминиевой токсичности почв весьма актуальна. В нашей стране площадь кислых почв составляет около сорока процентов от общей площади пашни, поэтому токсичность алюминия является одним из основных факторов, снижающих урожайность ячменя. Изучение диких родичей основных сельскохозяйственных культур, в том числе и ячменя, представляет значительный интерес для создания стрессоустойчивых сортов. Дикий ячмень Hordeum spontaneum K. Koch имеет схожие биологические признаки с культурным H. vulgare L., произрастает в различных эколого-географических зонах, хорошо адаптирован к местным почвенно-климатическим условиям. Все это позволяет использовать его как новый источник исходного материала для селекции высокоурожайных, адаптированных к условиям внешней среды сортов. Цель работы – поиск высокоустойчивых генотипов H. spontaneum к ионной (Al3+) токсичности.
Материалы и методы. Исследовали 100 образцов H. spontaneum из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Устойчивость образцов ячменя к токсичным ионам алюминия изучали на ранних этапах развития растений методом корневого теста (185 мкM Al3+, pH 4,0) с определением индексов длины корня и ростка.
Результаты и выводы. Изученный фрагмент коллекции дикого ячменя отличается большим генетическим разнообразием по уровню устойчивости к фитотоксичным ионам алюминия. Лабораторная оценка ячменя позволила выделить генотипы, различающиеся по реакции корня и ростка на ранних фазах онтогенеза. Выделенные генотипы с высоким уровнем устойчивости к ионному стрессу можно использовать как ценный источник генетического материала для улучшения уже существующих сортов и создания новых путем интрогрессии чужеродных генов устойчивости.

ОБЗОРЫ 

225-238 94
Аннотация

Овес – одна из ведущих зерновых культур, возделываемых в мире и Российской Федерации, имеет важное фуражное и пищевое значение. Для сохранения всего агробиоразнообразия сельскохозяйственных культур в мире существует сеть генных банков, в которых хранится более 200 тыс. образцов овса. Международные и национальные генные банки располагаются во всех странах мира, но одна из крупнейших коллекций овса находится в России.
Мировая коллекция рода Avena L. (Овес) Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) является одной из самых больших в мире и составляет более 13 000 образцов. В коллекции хранятся и поддерживаются в живом виде образцы овса всех культурных видов: A. sativa L., A. byzantina K. Koch, A. strigosa Schreb. и A. abyssinica Hochst., местные и селекционные, яровые и зимующие, пленчатые и голозерные формы и все географическое разнообразие 22 диких видов рода Avena из 50 стран мира. В статье приводится историческая справка о создании коллекции культурных и диких видов овса и кто были основными донорами этих коллекций. Кратко представлена таксономическая система рода, которая используется как инструмент эффективной работы и гарантированного сохранения коллекционных образцов. Большинство созданных в РФ сортов имеют в своей родословной образцы, полученные из мировой коллекции ВИР. Паспортная БД содержит подробные сведения обо всех образцах коллекции, что позволяет улучшать работу с коллекцией овса, в том числе гарантированно сохранять образцы коллекции и эффективно их изучать и использовать в виде исходного материала для селекции в ведущих селекцентрах Российской Федерации.
Таким образом, мировая коллекция овса ВИР имеет фактическую и потенциальную ценность для устойчивого развития экологически безопасного сельского хозяйства, эффективной переработки сельскохозяйственной продукции и создания безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания.

239-248 111
Аннотация

В Республике Казахстан используются несколько способов сохранения генетического материала растений: 1) полевые генные банки в естественных местах произрастания и помологические коллекции; 2) сохранение семян в специализированных хранилищах при температурах: +4°С, –18°С, –196°С; 3) хладохранение in vitro при +4°С, +10 ± 2°С; 4) криоконсервация растительных тканей и органов при температуре –196°С; 5) сохранение ДНК при –80°С.
Полевые коллекции растений собраны в ботанических садах, дендрариях, помологических садах, питомниках, крестьянских и фермерских хозяйствах. Наиболее крупная коллекция плодовых и ягодных растений находится в «РГКП Помологический сад» и насчитывает более 40 тыс. образцов.
Коллекция семян Республики Казахстан составляет порядка 42 000 образцов. Коллекция зерновых культур сосредоточена в основном в Казахском НИИ земледелия и растениеводства – 1/3 национального генофонда. Основная коллекция семян овощебахчевых культур и картофеля насчитывает 14 700 образцов (Казахский НИИ картофелеводства и овощеводства). Коллекции семян дикорастущих растений имеются в Институте ботаники и фитоинтродукции и в Институте биологии и биотехнологии растений (ИББР), режим хранения +4°С и –18°С. В ИББР дополнительно используется технология криоконсервации в жидком азоте при –196°С.
Основная коллекция растений в культуре in vitro хранится в ИББР при +4°С, +10 ± 2°С, и насчитывает более 140 образцов. Криогенная коллекция семян, апикальных меристем, зимующих почек, изолированных зародышевых осей при –196°С находится в только в ИББР, коллекция насчитывает более 700 образцов.

ИСТОРИЯ АГРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВИР. СЛАВНЫЕ ИМЕНА 

249-254 104
Аннотация

16 января 2023 г. исполнилось 75 лет со дня рождения доктора биологических наук, профессора Алексея Васильевича Конарева, известного ученого в области биохимии и молекулярной биологии, старейшего сотрудника ВИР. 

255-265 52
Аннотация

Редакция журнала «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции» с целью отражения многолетней издательской деятельности ВИР, привлечения дополнительного внимания к серии «Каталог мировой коллекции ВИР» / Catalogue of the VIR Global Collection и уточнения для авторов научных статей номеров и названий выпусков серии, приняла решение опубликовать «Выборочный список «Каталогов мировой коллекции ВИР» по зерновым культурам: овес, рожь и ячмень за 1964-2021 гг.». Для удобства пользования материал расположен в хронологическом порядке, по номерам выпусков. 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.


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