Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск
Том 184, № 2 (2023)
Скачать выпуск PDF

ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ 

9-18 193
Аннотация

   Актуальность. Гречиха посевная – крупяная культура, обладающая высоким потенциалом генетического улучшения селекционного материала, адаптированного к абиотическим стрессам. На сегодняшний день отсутствуют сообщения о получении in vitro устойчивых к высоким дозам цинка и недостатку макроэлементов регенерантов гречихи, в том числе с комплексной устойчивостью к данным стрессорам.

   Материалы и методы. На питательных средах in vitro с добавлением селективного фактора ZnSO4 × 7 H2O в концентрации 808–1313 мг/л культивировали асептические одноузловые черенки полученных регенерантов гречихи посевной сортов ‘Дикуль’ и ‘Изумруд’. Для моделирования минерального голода выжившие растения микроклонировали на питательные среды без макросолей. Оценку морфобиологических признаков и адаптационной реакции микрорастений проводили по следующим показателям: высота растения, число междоузлий, число листьев, длина листовой пласинки, наличие корней и окраска листьев.

   Результаты. Индуцирование прямой регенерации исследуемых сортов гречихи на селективных средах с цинком и минеральным голоданием in vitro показало высокую толерантность отобранных растений к стрессам. По результатам проведенных исследований были выделены устойчивые линии сортов ‘Изумруд’ и ‘Дикуль’. При этом наибольшая стрессоустойчивость выявлена у сорта ‘Дикуль’. Полученные в селективных условиях пробирочные регенеранты гречихи являются перспективным материалом для дальнейшей селекции, а также для исследования возможности их использования в качестве фиторемедиаторов.

19-28 184
Аннотация

   Актуальность. Мягкая пшеница (Triticum aestivum L.) как одна из главных хлебных культур вызывает большой интерес у селекционеров и других исследователей и требует постоянного контроля существующих сортов, а также создания новых с помощью классических методов селекции и современных методов генной инженерии, ключевым этапом в которых является успешный каллусогенез и органогенез у целевых объектов. В связи с этим в данном исследовании была проведена оценка регенерационного потенциала двух яровых (‘Саратовская 55’ и ‘Сигма’) и трех озимых (‘Таня’, ‘Фишт’ и ‘Память’) сортов мягкой пшеницы, а также подбор оптимальных условий для индукции каллуса и органогенеза с использованием зрелых зародышей.

   Материалы и методы. В работе были использованы незрелые и зрелые зародыши мягкой пшеницы сортов ‘Таня’, ‘Фишт’, ‘Память’, ‘Сигма’ и ‘Саратовская 55’. Морфогенетический потенциал in vitro оценивали при действии абиотических факторов (предварительная холодовая обработка зерновок) и экзогенных гормонов (2,4-Д в различных концентрациях).

   Результаты и выводы. Проведенный анализ позволил выделить сорта мягкой пшеницы ‘Фишт’ и ‘Сигма’, обладающие высоким морфогенетическим и регенерационным потенциалом. Также было показано, что холодовое воздействие может являться хорошим стимулирующим фактором для получения большого количества каллуса, а в случаях, когда задачей эксперимента является получение регенерантов, лучше отказаться от такой обработки в пользу классических методов индукции каллуса в нормальных условиях.

29-37 173
Аннотация

   Актуальность. В полевых условиях в течение летнего периода негативное воздействие на рост и развитие растений оказывают высокие температуры воздуха, дефицит влаги и повышенный уровень УФ-излучения. Данные стрессфакторы способны инициировать нарушение окислительно-восстановительного баланса в растительных клетках, что приводит к повышению уровня содержания активных форм кислорода, запускающих цепь окислительных реакций. Для сдерживания развития окислительного стресса растения активизируют антиоксидантную ферментативную систему защиты.

   Материалы и методы. Исследования были проведены в летний период в южном регионе РФ на трех сортах груши – ‘Вильямс’, ‘Люберская’ и ‘Фламенко’. Активность основных антиоксидантных ферментов – полифенолоксидазы, супероксиддисмутазы, каталазы и пероксидазы – была определена в листьях.

   Результаты. Полученные данные показали, что для изученных сортов была характерна изменчивость в течение исследованного периода. Контрольный европейский сорт ‘Вильямс’ имел более низкий уровень активности ферментов в летний период 2021 г. по сравнению с отечественными сортами ‘Люберская’ и ‘Фламенко’. В 2022 г его показатели активности полифенолоксидазы и супероксиддисмутазы значительно превосходили значения сорта ‘Люберская’ только в начале лета.

   Заключение. Согласно представленным в работе результатам, в течение исследованного периода сорта груши проявили разные уровни активности ферментов, причем максимальный их рост и поддержание высоких показателей соответствовали наиболее жаркому и засушливому месяцу. Отечественные сорта характеризовались большей однородностью в динамике активности изученных ферментов по сравнению с европейским сортом ‘Вильямс’.

38-51 166
Аннотация

   Актуальность. Для создания засухоустойчивых сортов мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) актуально использование генофондов родственных злаков, включая пырей удлиненный Thinopyrum ponticum (Podpěra) Z.-W. Liu & R.-C. Wang (= Agropyron elongatum (Host) P. Beauv.).

   Материалы и методы. Интрогрессивные линии яровой мягкой пшеницы с генетическим материалом T. ponticum и сорта-стандарты были изучены в полевых условиях в южной лесостепи Западной Сибири (г. Омск) по стандартным методам. Расчет показателей экологической пластичности образцов по продуктивности и элементам структуры урожая был проведен по методике S. A. Eberhart and W. A. Russell. В период исследований в регионе были отмечены длительная засуха в 2012 г., а также нерегулярные жесткие засухи в 2013, 2014 и 2017 гг.

   Результаты. Анализ экологической пластичности адаптированных к условиям региона стандартов показал, что сорт ‘Памяти Азиева’ соответствовал экстенсивному типу, а сорта ‘Дуэт’ и ‘Эритроспермум 59’ – интенсивному. В условиях засухи продуктивность сорта ‘Памяти Азиева’ определялась стабильным формированием числа продуктивных стеблей, числа зерен и массы зерна главного колоса, но отмечена пластичность по массе 1000 зерен. Сорта ‘Дуэт’ и ‘Эритроспермум 59’ проявили экологическую пластичность за счет усиления развития двух-трех элементов структуры урожая. Интрогрессивные линии в засушливые годы превосходили сорта-стандарты по продуктивности в 1,1–2,2 раза. Пять линий были схожи с сортом ‘Памяти Азиева’ по показателям пластичности и стабильности. В условиях засухи у них отмечено высокое и стабильное формирование трех или четырех элементов структуры урожая. Остальные линии интенсивного типа формировали урожай за счет компенсаторного развития трех элементов структуры урожая (в разных сочетаниях) при наступлении благоприятных условий.

   Заключение. Интрогрессивные линии с генетическим материалом T. ponticum перспективны для создания резистентных к засухе сортов яровой мягкой пшеницы с различными адаптационными механизмами.

52-65 187
Аннотация

   Актуальность. Информация о том, будет ли сопровождаться отбор на увеличение уровня стабильности сортов по массе 1000 зерен значимым изменением крупности зерна, является важной и актуальной.

   Целью исследования является анализ связи между массой 1000 зерен сортов овса, ячменя и пшеницы, с одной стороны, и показателями их адаптивности по этому признаку – с другой.

   Материал и методы. Изучали 10 сортов овса, 12 сортов образцов ячменя и 11 сортов пшеницы из коллекции ВИР. Растения выращивали в 2021 г. в пяти экологических пунктах, расположенных в Восточной Сибири (Красноярский край, Республика Хакасия и Республика Тыва). После уборки растений у каждого сорта измеряли массу 1000 зерен. По данному признаку определяли коэффициент экологической вариации Cv, показатель стрессоустойчивости d, параметр гомеостатичности Hom, показатель уровня и стабильности сорта ПУСС, показатель селекционной ценности сорта Cs.

   Результаты и обсуждение. Установлено, что овес проявлял существенно меньшую пластичность и наиболее высокую стабильность по массе 1000 зерен. Наилучшими характеристиками адаптивности по массе 1000 зерен обладали сорта овса ‘Аргумент’ и ‘Кросс’, ячменя ‘Красноярский 91’ и ‘Биом’, сорта пшеницы ‘Новосибирская 49’ и ‘Новосибирская 75’. Сорта овса ‘Кросс’ и ‘Аргумент’, а также сорт ячменя ‘Биом’ обладали одновременно наибольшей крупностью зерна и величиной параметров стабильности по данному признаку. Корреляция между крупностью зерна сортов овса и пшеницы и обоими показателями пластичности по этому признаку была отрицательной, а всеми параметрами стабильности – положительной, но для показателей ПУСС и Cs – существенной. В случае с ячменем корреляция между массой 1000 зерен и показателем пластичности d образцов по указанному признаку была отрицательной и существенной.

   Заключение. Полученные результаты свидетельствуют, что при отборе овса, ячменя и пшеницы на повышенную стабильность по массе 1000 зерен крупность зерна снижаться не будет. Более того, она может иметь тенденцию роста.

66-75 147
Аннотация

   Актуальность. Для большинства регионов России озимая рожь является незаменимым хлебным и кормовым злаком. В последнее время посевы озимой ржи сокращаются. Улучшить это положение возможно за счет создания сортов, обеспечивающих стабильно высокую продуктивность зерна в различных условиях выращивания. Поэтому измерение уровня адаптивности урожайности в разных математических величинах с использованием разнообразных методов – настоятельная необходимость.

   Материалы и методы. Для объективной оценки сортов озимой ржи были рассчитаны и проанализированы параметры адаптивности: коэффициент интенсивности (И) и величина устойчивости индекса стабильности (У) по Удачину, Головченко; индекс стабильности (ИС) по Хангильдину; широта ареала (Jsp) по Eberhart, Russell; селекционная ценность (Sc) по Хангильдину; коэффициент отзывчивости (Кр.) по Зыкину; генотипический эффект (Ɛi) по Гурьеву; коэффициент выравненности (В) по Доспехову; коэффициент мультипликативности (КМ) по Драгавцеву; эффект реакции (Эр.) по Новохатину. Полевые опыты и изучение 8 сортов озимой ржи проводили согласно методическим указаниям ВИР в 2012–2017 гг.

   Результаты и заключение. Выявлено значительное варьирование урожайности зерна, которое обусловлено высокой долей вклада фактора «год» – 79,4 %. Лучшие условия для формирования высокой урожайности складывались в 2012 (6,2 т/га) и 2015 г. (6,6 т/га). Анализ шестилетней средней урожайности показал, что сорта ‘Рушник 2’ (к-11820), ‘Берегиня’ (к-11822), ‘Новая Эра’ (к-11814) превысили ‘Ильмень’ (к-11000) на 5–22 %. Показано, что из десяти примененных показателей необходимо отметить коэффициент мультипликативности (КМ), величину устойчивости
индекса стабильности (У), показатель селекционной ценности (Sc), эффект реакции сорта (Эр.), показатель широты ареала (Jsp), которые более достоверно устанавливают уровень адаптивности сорта. Высокоадаптивными из проанализированного набора сортов являются сорта ‘Новая Эра’, ‘Янтарная’ (к-11804), ‘Берегиня’, ‘Вавиловская’.

76-86 117
Аннотация

   Актуальность. В селекции многолетних трав большое значение имеет наличие достаточного количества посевного материала, поэтому сохраняется потребность в поддержании страхового фонда получаемых семян и контроле их посевного качества. Изучение изменений лабораторной всхожести семян в процессе хранения позволяет определить максимальный период их использования.

   Материалы и методы. Материалом исследования служили 140 селекционных образцов семян костреца безостого (Bromopsis inermis (Leyss.) Holub), 300 – клевера лугового (Trifolium pratense L.), 88 – люцерны изменчивой (Medicago varia Martyn), выращенных в условиях Тюменской области в 2008–2018 гг. и постоянно хранившихся в помещении лаборатории при комнатной температуре 18–22 °С. Лабораторную всхожесть семян определяли по ГОСТ 12038-84 ежегодно с февраля по апрель в течение шести лет (2017–2022). Полученные значения всхожести образцов семян были сгруппированы по срокам их хранения.

   Результаты и выводы. Семена большинства образцов костреца безостого и клевера лугового, хранившиеся без специальных условий, оставались кондиционными по показателю «всхожесть» (не менее 80 %) 1,5 года после сбора, люцерны изменчивой – до 5,5 лет. Разница между всхожестью семян, полученных в разные годы, и семян одного года урожая при увеличении срока хранения возрастала (V = 3,6–29,8 %), что указывало на большую неоднородность исследуемого материала и могло быть обусловлено наличием и развитием на семенах патогенной микрофлоры. Селекционные и коллекционные образцы, представляющие ценность, с лабораторной всхожестью от 79 до 50 % для размножения могут высеваться с повышенной нормой высева на отдельных участках, при этом возможность максимального практического использования для семян костреца безостого составляет до 3,5 лет; клевера лугового – до 5,5 лет; люцерны изменчивой – до 8,5 лет.

КОЛЛЕКЦИИ МИРОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СЕЛЕКЦИИ 

87-100 133
Аннотация

   Изучение представителей рода Житняк как уникального растения, ценной кормовой и фитомелиоративной многолетней аридной ксерофитной культуры вызывает большой интерес селекционеров, генетиков, биологов, экологов, работников сельского и лесного хозяйства южных регионов нашей страны, стран СНГ, ряда европейских и малоазиатских стран, США и Канады, Китая. В жестких условиях резко континентального климата северного региона Центральной Якутии изучение образцов пяти видов житняка мировой коллекции ВИР проведено впервые. Введение житняка, широко распространенного в этом регионе, в культуру и создание новых сортов, адаптированных к местным условиям, – насущная задача кормопроизводства. Наличие у рода Agropyron Gaertn. полиплоидного ряда расширяет возможности использования образцов житняка в гибридизации.

   Цель работы – изучение и отбор исходного перспективного материала житняка для дальнейшего использования в селекции по созданию нового сорта сенокосно-пастбищного типа, выявление образцов по наиболее ценным хозяйственным признакам.

   Представлены трехлетние (2018–2020 гг.) результаты изучения 22 образцов коллекции житняка разного эколого-географического происхождения (Украина, Россия, США, Казахстан, Венгрия) с учетом климатических условий вегетационного периода. За двухлетний период по средней урожайности зеленой кормовой массы выделились житняки: к-52382 (143,7 г/растение) из Павлодарской области Казахстана и казахстанский сорт ‘Батыр’ (142,5 г/растение); по урожайности сухой кормовой массы выделились житняки гребневидные к-52382 (в среднем 65,8 г/растение), к-51330 из Челябинской области (56,1 г/растение) и сорт ‘Батыр’ (53,2 г/растение). По высокой урожайности семян выделились образцы житняка сибирского к-52440 (28,4 г/м2), житняка гребневидного дикорастущего к-51330 (25,2 г/м2) и к-52380 (19,4 г/м2), житняка керченского к-48705 (17,3 г/м2). Проведена оценка питательных веществ и энергии в образцах коллекции.

101-111 150
Аннотация

   Актуальность. Мониторинг фенологических ритмов растений – один из этапов при изучении новых генотипов, поскольку климат региона выступает лимитирующим фактором при развитии растений. Адаптационный потенциал генотипа на северной границе ареала сливы является основным критерием в характеристике сорта. Основное значение в формировании сортимента диплоидных видов сливы в России имеют алыча, слива русская и слива китайская.

   Целью данного исследования является определение факторов, влияющих на даты начала вегетационного периода и цветения диплоидных видов сливы в условиях Северо-Запада России.

   Материалы и методы. Материалом исследований служили даты начала вегетации и цветения 50 образцов алычи, сливы русской и сливы китайской в период 1986–2020 гг., а также суточные данные метеопункта научно-производственной базы (НПБ) «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР». Контролем являлся сорт сливы русской ‘Подарок Санкт-Петербургу’. Статистическая обработка проведена в пакете Statistica 13.3.

   Результаты и заключение. У изучаемых видов сливы наблюдалась тенденция смещения фенологических дат на более ранние сроки со средней скоростью 1-2 суток/10 лет, вызванная потеплением. Наибольшее влияние на сроки начала фенофаз оказали метеоусловия года, они обусловили 67,0–68,3 % вариабельности дат; влияние вида было на порядок меньше – 0,5–1,1 %. Установлено, что слива русская занимает промежуточное положение между алычой и сливой китайской по дате начала вегетации и по дате цветения. Различий между видами по длительности периода от начала вегетации до начала цветения не наблюдали. Наиболее адаптивными к условиям региона в весенний период были образцы сливы русской ‘Подарок Санкт-Петербургу’ (к-41445), ‘14-I-14’ (к-7375А), а также алычи ‘Пчельниковская’ (к-41446) и ‘Красная 25-29’ (к-15792А) средних сроков начала вегетации и цветения, с разницей 20 суток в сроках весенних фенофаз по годам.

ГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

112-119 136
Аннотация

   Рожь (Secale cereale L.) – важнейшая сельскохозяйственная культура России, качество зерна которой зависит от содержания в ней водорастворимых пентозанов. Зерна сортов ржи с высоким содержанием водорастворимых пентозанов обладают хорошими хлебопекарными свойствами, но низкими кормовыми качествами. Методы маркер-ориентированной селекции по данному признаку для ржи остаются не разработанными. С содержанием пентозанов в зерне пшеницевых могут быть связаны гены гликозилтрансфераз GT47, однако у ржи гены этого семейства не идентифицированы.  Целью данной работы были амплификация, секвенирование и поиск однонуклеотидных замен или других мутаций в гене GT47 у различных сортов ржи, отличающихся по содержанию водорастворимых пентозанов в зерне и вязкости водного экстракта.

   В работе были использованы популяционные сорта ржи ‘Чулпан 7’ и ‘Подарок’, гибриды F1 ‘КВС Авиатор’, ‘КВС Магнифико’ и ‘КВС Этерно’. Наибольшее содержание пентозанов и наибольшая кинематическая вязкость водного экстракта были выявлены у сорта ‘Чулпан 7’. Наименьшие величины данных показателей были у гибридного сорта ‘КВС Авиатор’. Анализ нуклеотидных последовательностей гена гликозилтрансферазы GT47 показал наличие однонуклеотидных замен в семи локусах, по которым различались исследуемые сорта ржи. Из них по трем нуклеотидным заменам 159 (G/A), 204 (C/T), 327 (G/A) между собой различались высокопентозановый сорт ‘Чулпан 7’ и низкопентозановый ‘КВС Авиатор’. Предполагается, что данные SNPs могут быть использованы при генотипировании сортов ржи на содержание водорастворимых пентозанов в зерне.

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ 

120-138 115
Аннотация

   Селекция – это бесконечный конвейер, созданные ранее сорта включаются в план гибридизации и становятся базой для создания следующих. Основными задачами при создании сортов ячменя является увеличение уровня продуктивности, повышение качества и устойчивости к болезням. Правильный подбор, использование и изучение исходного материала являются залогом успеха селекционного процесса. Первым и самым важным этапом создания сорта является процесс гибридизации. Весьма значимым подспорьем, а зачастую и основой создания новых сортов является мировая коллекция ВИР, значимость которой трудно переоценить. За период с 1936 по 2021 г. создано 27 сортов ячменя, имеющих широкое распространение в Российской Федерации и Республике Казахстан. Из них 19 сортов получены методом парной гибридизации; 4 сорта – методом сложной ступенчатой гибридизации; 4 сорта – индивидуальным отбором из сортов-популяций. Несмотря на высокую значимость коллекционного материала, 21 сорт получен при гибридизации с использованием образцов омской селекции в качестве одной из родительских форм: у 16 сортов местный образец использован в качестве материнской формы; у 12 сортов – отцовской, у 8 сортов – обе родительские формы селекции Омского АНЦ. Проведенный нами ретроспективный анализ ряда сортов ячменя ярового селекции Омского АНЦ, с одной стороны, подтверждает ранее сделанные выводы сибирских ученых об ограниченном количестве базовых сортов культуры, с другой – свидетельствует о весьма насыщенных родословных сортов ярового ячменя по количеству родительских форм из мировой коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР). Сибирские экотипы ячменя, отличающиеся повышенной адаптивностью к местным жестким климатическим факторам, необходимо продолжать сохранять в коллекции ВИР.

139-148 160
Аннотация

   Актуальность. Злаки, содержащие полезные для здоровья людей антиоксиданты, представляют интерес для использования их в функциональном питании. Антоцианы, придающие зерну фиолетовую окраску, являются антиоксидантами, и работы по увеличению их содержания актуальны.  Целью данной работы была оценка по содержанию антоцианов в зерне и по продуктивности селекционных линий гибридов полбы с фиолетовой окраской зерна.

   Материалы и методы. Изучали линии F9, созданные двухступенчатой гибридизацией фиолетовозерной эфиопской пшеницы (Triticum aethiopicum Jakubz. var. arraseita) с полбой (Triticum dicoccon (Schrank) Schuebl.), и выделенные в F2 с помощью маркер-ориентированной селекции по гомозиготным доминантным аллелям двух генов, комплементарное взаимодействие которых приводит к фиолетовой окраске зерна. В происхождении линий участвовали сорт голозерной полбы ‘Греммэ’, безостая полба к-25516 из мировой коллекции ВИР и эфиопская пшеница TRI15744 – донор фиолетовой окраски перикарпия зерна из коллекции IPK Gatersleben. Определяли содержание антоцианов в муке из цельного зерна у 12 линий и родительских форм, проводили структурный анализ растений и оценивали количественные признаки.

   Результаты. Наивысшее содержание антоцианов (82,5 мкг на 1 г) отмечено у линии № 10 гибрида 27-3. Наибольшее количество зерновок без пленок (86,9 ± 7,3 %) вымолочено у линии № 6 гибрида 31-19. Высокая натура зерна (802 ± 13 г/л) отмечена у линии № 11 гибрида 27-12. По зерновой продуктивности отличилась линия № 9 гибрида 27-1 (389 ± 25 г/м2).

   Заключение. Маркер-ориентированный метод селекции позволил выделить гомозиготные доминантные аллели двух комплементарно взаимодействующих генов Pp3 и Pp-В1, отвечающих за проявление фиолетовой окраски перикарпия зерна. Линии с фиолетовым перикарпием характеризуются различным содержанием в нем антоцианов, различной натурой зерна и продуктивностью. Селекционную ценность представляют линии с высокими показателями
этих признаков.

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

149-159 110
Аннотация

   Актуальность. Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin (Asteraceae) – редкий вид для Республики Алтай (РА).  Цель данного исследования – в сравнительном плане охарактеризовать генетический полиморфизм Rhaponticum carthamoides для введения в культуру образцов из наиболее генетически гетерогенных ценопопуляций, произрастающих в РА.

   Материалы и методы. Вид изучен с использованием ISSR-маркеров в пяти ценопопуляциях (ЦП). ДНК выделена из высушенных листьев на основе STAB-метода. Апробированы 17 ISSR-праймеров, из которых отобраны семь наиболее информативных.

   Результаты и заключение. Анализ показал, что особи из пяти ЦП на дендрограмме распределились по трем группам сходства. Отдельная клада образована особями из двух ЦП Катунского заповедника. Особи одной из них, произрастающей на хорошо прогреваемых южных склонах, характеризовались более высокой генетической гетерогенностью по сравнению с остальными. Наиболее высокое внутрипопуляционное и межпопуляционное сходство по распределению фрагментов ДНК обнаружено в двух ЦП, произрастающих в местообитаниях с наименьшей географической удаленностью друг от друга. Достоверно более низкое сходство обнаружено между растениями небольшой по площади изолированной популяции на территории заказника ООПТ «Шавлинский» и особями из других ЦП. Можно предположить, что одна из основных причин наименьшего сходства этой популяции с другими – произрастание в непосредственной близости от подножия перевала в Ачик (Онгудайский район, абсолютная высота 2300 м н. у. м.). Такое местоположение может ограничивать обмен генетической информацией с растениями из других популяций.

160-175 156
Аннотация

   Эффективное использование кукурузы (Zea mays L.) в сельском хозяйстве целиком зависит от изученности ее генофонда, который, в свою очередь, нуждается в регистрации и паспортизации по мере поступления новых данных. Кукуруза является одним из модельных объектов применения маркерной методологии. Данная статья обобщает результаты многолетнего изучения генофонда кукурузы в Федеральном исследовательском центре Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР) по двум основным направлениям: идентификация мирового генетического разнообразия кукурузы (включая наиболее важных для селекционного использования дикорастущих родичей) и поиск надежных белковых (зеиновых) маркеров селекционно ценных признаков для использования в селекции, семеноводстве и семенном контроле этой культуры. На конкретных примерах показана эффективность использования зеиновых маркеров при создании новых и улучшении существующих инбредных линий. На примерах таких хозяйственно ценных признаков, как раннеспелость, взрываемость и восковидность зерна, продемонстрирована возможность контроля с помощью зеиновых маркеров за «включением» этих признаков в селекционный материал. Приведены доказательства эффективности использования зеиновых маркеров при подборе родительских пар для получения высокогетерозисных гибридов. Проведено сравнение принятой в ВИР номенклатуры спектров зеина после разделения его электрофорезом в полиакриламидном геле в кислом буфере (PAGE), с номенклатурой зеина после электрофореза в полиакриамидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE), принятой в зарубежном научном сообществе. Исследования проведены на большом объеме образцов из коллекции ВИР, а также на селекционном материале, предоставленном ведущими селекционерами страны.

СИСТЕМАТИКА, ФИЛОГЕНИЯ И ГЕОГРАФИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

176-189 139
Аннотация

   Актуальность. Изучение анатомических признаков листа, имеющих эколого-дифференцирующее значение в природных популяциях абрикоса (Prunus armeniaca L.) с контрастными условиями произрастания, позволит выявить адаптивные изменения, происходившие при распространении этого вида вдоль высотных условий Дагестана, что важно также для понимания процессов микроэволюции, структурной и функциональной дифференциации популяций вдоль средовых градиентов на основе нормы реакции организмов.

   Материал, методы и условия. Материалом для изучения анатомических особенностей послужили листья семи деревьев абрикоса из трех мест произрастании Горного Дагестана. Сравнительный анализ проведен по 42 морфологическим, и анатомическим показателям листовой пластинки и черешка.

   Результаты. У всех образцов абрикоса выявлен аномоцитный тип строения устьичного аппарата. Различия определялись по степени погруженности устьиц в зависимости от развитости кутикулы. Деревья с больших высот произрастания имеют значительно больше трихом на верхней стороне листа, чем его нижней стороне. Установлены достоверные различия между крайними по высоте реперными точками по количеству устьиц, клеток нижней эпидермы, слоев склеренхимы и толщине ксилемы. С высотой над уровнем моря большинство показателей признаков листовой пластинки уменьшаются, а черешка увеличиваются.

   Заключение. По результатам сравнения анатомических признаков листа и черешка P. armeniaca выделены признаки, соответствующие нижнему и верхнему пределу произрастания. По совокупности признаков более ксерофитные черты листьев обнаружены на высотах 550 м и 1900 м, мезофитные – 1700 м и 1800 м. Выявлены стабильные по норме реакции в пределах высотных условий признаки: «толщина эндодермы», «число слоев эндодермы», «индекс черешка» и «устьичный индекс». У более пластичных признаков (число клеток верхней и нижней эпидермы, число устьиц, толщина листовой пластинки и кутикулы, диаметр длинной оси черешка) выявленные различия доказаны.

190-203 117
Аннотация

   Актуальность. Топинамбур (Helianthus tuberosus L.) – сельскохозяйственная культура c преимущественно вегетативным размножением и угнетением полового процесса, что затрудняет селекционную работу с ним и приводит к сложностям в получении межвидовых гибридов при использовании в селекции подсолнечника. Актуально подробное изучение причин отсутствия семенного размножения.

   Материалы и методы. Исследовались образцы коллекции ВИР, сохраняемые на Майкопской опытной станции – филиале ВИР: ‘Topianka’ (к-70), ‘М-24-29’ (к-90), ‘2М-22-29’ (к-119), Скатовский (к-123), ‘Киевский красный’ (к-170). Соцветия для эмбриологического анализа зафиксированы в фазе цветения. Материал обработан для получения постоянных препаратов для световой микроскопии в лаборатории эмбриологии и репродуктивной биологии БИН РАН.

   Результаты. Цитоморфологический анализ мужского гаметофита – пыльцевого зерна (ПЗ), стенки пыльника, а также исследование развития семязачатка и в нем женского гаметофита – зародышевого мешка (ЗМ) показали, что от 51 до 95 % образующихся ПЗ и от 23,1 до 66,6 % ЗМ сформировано нормально. Аномалии развития чаще отмечались в женских репродуктивных структурах, но и они не являются решающим фактором плохой завязываемости семян. Так, для сорта ‘Киевский красный’ отмечается наибольшее количество аномальных генеративных структур, а для сорта ‘Topianka’ – наименьшее, но у обоих почти не образуются семена. Больше всего семян (от 207 до 1164 шт.) завязывалось у сорта ‘2M-22-29’, который характеризуется средними показателями в мужской (фертильных ПЗ 81 %) и в женской сфере (жизнеспособных ЗМ – 59,4 %). Невозможность опыления вследствие самонесовместимости (была отмечена для сорта ‘Topianka’), которая приводит к старению и деструкции нормально сформированных ЗМ, также уменьшает семенную продуктивность.

   Заключение. Для успешного завязывания семян необходимо сочетание ряда факторов – отсутствия отклонений в развитии генеративных структур и наличия перекрестного опыления и правильного (совместимого) опылителя.

204-212 133
Аннотация

   По материалам научных публикаций, находящихся в открытом доступе, составлена карта зоны основного распространения на территории РФ моркови дикой Daucus carota L. По указанным в литературе показателям частоты встречаемости вида в отдельной области, зона основного распространения подразделена на зону оптимума, где вид встречается с показателями «часто» и зону пессимума, где вид встречается с показателями «редко». Места единичных находок вида, занесенного в области, находящиеся вне пределов зоны основного распространения, указаны с использованием информации из международной БД GBIF. Поскольку морковь дикая является как дикорастущим родичем моркови культурной, так и сорным растением, созданная карта будет востребована как селекционерами, так и специалистами по защите растений.

213-225 149
Аннотация

   Крестоцветные (Brassicaceae) имеют большое значение как сорные и инвазивные растения, являются одним из ведущих семейств чужеродной фракции в сегетальных флорах различных регионов России. Среди сорных крестоцветных, произрастающих на территории Российской Федерации, немало видов являются дикими родичами культурных растений. Некоторые культивируемые виды произрастают за пределами мест выращивания как сорняки. Из встречающихся в агроценозах РФ крестоцветных 28 видов из 19 родов входят в перечни регулируемых вредных организмов 33 стран-импортеров продукции российского растениеводства. Большая часть этих видов – широко распространенные в РФ сорно-полевые растения.

Для установления присутствия видов Brassicaceae в агроценозах проанализированы литературные источники, гербарные материалы из ведущих гербариев России, а также собранные авторами при полевых исследованиях в 2017–2022 гг. в 19 субъектах РФ.  Определение крестоцветных часто является сложной задачей, поэтому целью работы явилось создание удобного ключа, позволяющего определить встречающиеся в агроценозах России сорняки этого семейства.   Большинство имеющихся ключей составлено для плодоносящих экземпляров крестоцветных. Для целей фитосанитарии важно определение растений до начала плодоношения. Поэтому авторами были дополнительно использованы признаки, позволяющие определить крестоцветные уже в стадии цветения. На основе значимых признаков 83 отмеченных в агроценозах РФ видов Brassicaceae был разработан идентификационный ключ для определения родов и некоторых видов сорных крестоцветных. Для родов, в которых есть регулируемые странами-импортерами виды, составлены частные видовые ключи.

ИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ 

226-234 138
Аннотация

   Актуальность. Картофель при вегетативном размножении поражается вирусами, и на территории России повсеместно распространены возбудители мозаичных болезней: Y-вирус картофеля (YBK), S-вирус картофеля (SBK) и M-вирус картофеля (MBK). В коллекции ВИР представлено разнообразие всех групп генофонда картофеля, и диагностика мозаичных вирусов у коллекционных образцов в полевом генном банке ВИР является крайне актуальной задачей.  Цель работы – оценить распространение XBK, YBK, SBK и MBK в коллекции ВИР, выделить перспективные образцы в качестве исходного материала для селекции картофеля на устойчивость к мозаичным вирусам.

   Материал и методы. Оценены 315 образцов, представляющих все группы генофонда: сорта, межвидовые гибриды, образцы диких и культурных видов картофеля. Диагностика методом иммуноферментного анализа (ИФА) проведена на растениях, не имеющих признаков поражения вирусами. Использована отечественная тест-система НПО «БиоТехнологии» и зарубежная Bioreba AG (Швейцария). Статистическую обработку данных выполняли в программе Statistica StatSoft 13.

   Результаты. Мозаичные вирусы распространены с разной частотой, в полевой коллекции картофеля доминирует MBK, детектированный у 64 % образцов, YBК обнаружен у 41 %, XBК – у 24 % и SBK – у 18 % образцов. Подтверждена связь между происхождением образцов и их пораженностью вирусами. Образцы, не пораженные мозаичными вирусами, – сорта ‘Гранд’, ‘Краса Мещеры’, ‘Янтарь’ и ‘Нур-Алем’, гибриды 99-1-3, 952-35 и 914-5-2018, образцы диких видов из Северной Америки и образец культурного вида Solanum goniocalyx Juz. et Buk. (к-9922).

235-244 159
Аннотация

   Актуальность. Для выявления источников эффективных генов устойчивости к бурой ржавчине необходимы сведения о расовом составе популяции возбудителя болезни – Puccinia triticina Erikss.  Целью исследования являлся мониторинг изменчивости структуры популяции P. triticina в условиях лесостепи Приобья Новосибирской области, поиск эффективных генов резистентности.

   Материалы и методы. В 2015–2019 гг. в лабораторных и полевых условиях оценивали поражение почти изогенных Lr-линий серии Thatcher и сортов пшеницы с известными генами устойчивости популяцией гриба из Новосибирской области. Расы патогена определяли по североамериканской системе. Дополнительно использовали образцы с генами устойчивости Lr19, Lr20, Lr28, Lr39, Lr6Agi2, Lr6Agi1, LrKu и LrSp2.

   Результаты. Высокие частоты вирулентности отмечены к генам Lr1, Lr2a, Lr2c, Lr3a, Lr3ka, Lr10, Lr11, Lr16, Lr17, Lr18, Lr20, Lr30 и LrB (от 66,7 до 100 %). Определено 27 рас, среди которых часто встречались TGTT GB, TGTR GB, TQTT GB, TQTR GB, TGPT GB, THFR GB, KHTT GB, PHKT GB, PQTT GB, THTP BB, PGFR GB, SGPR GB. На искусственном инфекционном фоне устойчивостью к грибу характеризовались образцы с генами Lr6Agi2, Lr6Agi1, LrKu, Lr24, Lr28, Lr35, Lr12, Lr19, Lr25, Lr39, Lr42, Lr50, Lr45, Lr47, Lr52, LrSp2, Lr6Agi1+Lr19, Lr6Agi2+Lr10+Lr34, Lr11+Lr13+Lr22а, Lr13+LrTb, Lr24+Lr26, Lr37+Lr13, Lr37+Lr1, Lr34+Lr13, Lr43+Lr24, Lr49+Lr34. Поражение линий Thatcher, несущих гены Lr29 и Lr21, варьировало от 0 до 5 %, образца CSP 44 (Lr48+Lr34) и Thatcher Lr44 – от 0 до 10 %, Thatcher Lr13 – от 0 до 20 %, Thatcher Lr37 – от 1 до 30 %, образца Pavon F76 – от 15 % до 80 %.

   Заключение. Расовый состав популяции P. triticina характеризовался незначительной изменчивостью (утратили устойчивость образцы с генами Lr18 и Lr38). Выявлены доноры эффективных генов устойчивости к бурой ржавчине пшеницы – сорта и линии, несущие гены Lr6Agi2, Lr6Agi1, LrKu, Lr24, Lr28, Lr35, Lr12, Lr19, Lr25, Lr39, Lr42, Lr50, Lr45, Lr47, Lr52, LrSp2.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ 

245-250 218
Аннотация

   Данная статья представляет собой анализ результатов проекта гражданской науки, в который в качестве организаторов были вовлечены партнеры ВИР – Русское географическое общество (РГО), Российское движение школьников (РДШ) и Ассоциация коммуникаторов в сфере образования и науки (АКСОН), а в качестве участников – школьники, студенты, их педагоги и родители из разных регионов России. Проект, начатый в 2020 г. с наблюдений за единственной культурой – яблоней, получил широкий отклик среди мотивированных школьников и был продолжен в 2021–2022 гг. с привлечением разнообразных плодовых и ягодных культур. За три года проекта фенологическая база пополнена на 3340 записей, внесенных 670 участниками проекта.

ИСТОРИЯ АГРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВИР. СЛАВНЫЕ ИМЕНА 

251-256 158
Аннотация

   3 июня 2023 года исполнилось 75 лет со дня рождения Ольги Павловны Митрофановой – доктора биологических наук, главного научного сотрудника отдела генетических ресурсов пшеницы ВИР.



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


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