Слово главного редактора журнала.

Люпин узколистный (Lupinus angustifolius L.) называют культурой нереализованных возможностей. Продовольственный и кормовой потенциал вида не используется в полном масштабе из-за наличия в растениях хинолизидиновых алкалоидов (ХА) – вторичных метаболитов, которые придают горечь семенам и токсичны для людей и животных. Созданные за последние 50-60 лет сорта с низким содержанием ХА (“сладкие”) оказались более подвержены повреждениям со стороны сосущих насекомых и переносимых ими вирусов, чем высокоалкалоидные (“горькие”). На основе стремительно развивающихся геномных и транскриптомных ресурсов люпина узколистного выявлены молекулярно-генетические детерминанты биосинтеза алкалоидов в растениях и особенности этого биосинтеза: алкалоиды образуются в вегетативных органах растения и затем транспортируются в семена. Эти факты дали основание предложить создание “горько-сладких” форм с высоким содержанием алкалоидов в вегетативных частях растения, что позволяет снизить атаки патогенов, и минимальным в семенах. В настоящем обзоре обобщены имеющиеся предпосылки получения таких форм люпина узколистного на основе современных научных достижений. Приведены сведения о создании насыщенных генетических карт вида, в которые интегрирован локус iucundus (iuc), определяющий общее низкое содержание алкалоидов в семенах и используемый в селекционных программах. Секвенирование нового поколения позволило идентифицировать ген RAP2-7, кодирующий фактор транскрипции APETALA2/ETHYLENE RESPONSE FACTOR, сцепленный с локусом iuc и расположенный в области с главными QTLs, влияющими на состав ХА. Это вероятный ген-кандидат регуляции содержания алкалоидов в семенах люпина узколистного. Стали известны начальные этапы биосинтеза ХА и регулирующие его факторы. Осуществлены две эталонные сборки генома люпина узколистного. Все эти достижения представляют собой весомый ресурс для создания форм люпина узколистного, отсутствующих в природе, т.е. с высоким содержанием алкалоидов в вегетативной массе и низким в семенах.

Желтая пятнистость (пиренофороз) листьев – широко распространенное и экономически значимое заболевание пшеницы во всем мире. Выращивание устойчивых сортов – экологически безопасный метод контроля болезни. Цель данной работы – оценка сортов мягкой пшеницы, рекомендуемых для возделывания в Российской Федерации, по устойчивости к возбудителю желтой пятнистости и идентификация доминантного аллеля Tsn1 с использованием молекулярного маркера. Изучили 39 сортов озимой и 31 сорт яровой пшеницы, впервые включенных в Государственный реестр селекционных достижений в 2018-2020 годах. Устойчивость оценивали в контролируемых условиях при искусственном заражении ювенильных растений и сегментов листьев. Использовали два изолята Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs, продуцирующих токсины ToxA (I_ToxA) и ToxB (ToxB). Идентификация доминантного аллеля Tsn1 выполнена с помощью маркера Xfcp623. Высокий уровень устойчивости (R) к обоим изолятам (I_ToxA и I_ToxB) показали яровые сорта ‘Гренада’ и ‘Силач’; умеренно устойчивыми (MR) были озимые сорта ‘Фелиция’ и ‘Ахмат’, а также яровые – ‘Омская 42’, ‘Зауральская жемчужина’, ‘Радмира’, ‘Тарская 12’, ‘Экстра’. Устойчивой реакцией (R, MR) к изоляту I_ToxA характеризовались 26% озимых сортов и 45% яровых. Число сортов, устойчивых к изоляту I_ToxB, было существенно выше, 59% и 52%, для озимых и яровых сортов соответственно. Общая доля сортов, устойчивых к изоляту I_ToxA (реакция R, MR) в коллекции озимой пшеницы составила 26, яровой – 45%; к изоляту I_ToxB – 59 и 52%, соответственно. При использовании маркера Xfcp623 диагностический продукт амплификации выявлен у озимых сортов: ‘Бодрый’, ‘Кавалерка’, ‘Тимирязевка 150’, ‘Шеф’, ‘Анастасия’, ‘Барыня’, ‘Донская степь’, ‘Еланская’ и яровых: ‘Одета’, ‘Столыпинская 2’, ‘Ирень 2’, ‘ОМГАУ 100’. Все эти сорта умеренно восприимчивы к изоляту I_ToxA, за исключением ‘Одета’ и ‘Ирень 2’, что указывает на снижение уровня экспрессии гена ToxA в генотипах этих сортов.

На настоящий момент сразу несколько представителей рода Gossypium L. культивируют в сельском хозяйстве для производства волокна. Несмотря на то, что хлопчатник возделывается достаточно давно, тем не менее, многие аспекты его культивирования и переработки все еще находятся на стадии исследования. Говоря об агрономии данной культуры, нельзя не упомянуть о ряде фундаментальных проблем. Например, количество пестицидов, расходуемое при культивировании хлопчатника, больше, чем для любой другой культуры. Распыляемые на хлопковых полях химикаты, смываются с полей и, попадая в источники пресной воды, загрязняют их, нанося значительный ущерб окружающей среде. Такого рода трудности, могут быть преодолены переходом на культивирование трансгенных линий хлопчатника. Внедрение трансгенного хлопчатника в сельское хозяйство имеет важное значение во многих отношениях: экологическом, социальном и экономическом, а именно приводит к сокращению количества используемых для защиты растений пестицидов, косвенному увеличению урожайности, значительному снижению уровня загрязнения окружающей среды, а также к сокращению общих экономических затрат и количества необходимой для возделывания культуры рабочей силы.

По сей день, основными способами получения трансгенных линий при работе с хлопчатником все еще являются агробактериальная трансформация и биолистика. Однако, в последние годы получают развитие и инновационные методы трансформации. Например, в Китае для получения коммерческого трансгенного хлопчатника с каждым годом все активнее используется привнесение генетического материала в клетку хозяина посредством пыльцевой трубки. И, хотя в последние десятилетия были получены трансгенные линии устойчивые к болезням и абиотическим стрессам, а также с улучшенным качеством волокна, доминирующее положение на рынке трансгенного хлопчатника все еще занимают линии растений, устойчивых к насекомым и к гербицидам. Все вышеперечисленное говорит о недостаточной степени интеграции между научно-исследовательскими лабораториями, источником новых передовых разработок, и агрономами.

В данном обзоре собраны и обобщены результаты исследований, посвященных возделыванию и генетической модификации хлопчатника. Рассмотрены основные методы генетической трансформации культивируемых представителей рода Gossypium, как активно используемые в текущий момент, так и находящиеся в разработке. Также описаны наиболее известные трансгенные линии, среди которых, как уже вошедшие в сельское хозяйство, так и лишь недавно полученные. Таким образом, читатель сможет получить общее представление о текущих достижениях в области генетической модификации хлопчатника.

Под эгидой Первого научного форума «Генетические ресурсы России», состоявшегося в Санкт-Петербурге 21-24 июня 2022 года, были проведены девять отдельных научных конференций и школ-конференций, посвященных вопросам сохранения, развития, изучения и практического использования биологических коллекций разного типа. На этих мероприятиях были в общей сложности представлены более 300 устных докладов. Пленарные заседания Форума, включавшие 25 лекций, собрали более 1500 слушателей. На мероприятиях Форума были всесторонне обсуждены перспективы развития, научно-исследовательский и научно-практический потенциал биологических коллекций. Результаты этих обсуждений представлены в настоящей публикации в виде резолюции Форума. Подчеркивается стратегическая роль биологических коллекций для сохранения генетического разнообразия, для научно-технического развития общества и для обеспечения образовательных процессов. Благодаря этой стратегической базе, которую необходимо развивать и обеспечивать, становится возможной и реализация практических задач, связанных с ответом на вызовы в сфере продовольственной и экологической безопасности, здравоохранения и технологической независимости в активно развивающихся сферах экономики.

Первый научный форум «Генетические ресурсы России» состоялся в Санкт-Петербурге 21-24 июня 2022 года. Форум собрал более 500 специалистов из более 100 научно-исследовательских учреждений и вузов Российской Федерации. В связи с актуальностью развития в Российской Федерации законодательной базы в сфере регулирования работы с биологическими коллекциями и деятельности биоресурсных центров, в рамках Первого научного форума «Генетические ресурсы России» был организован Круглый стол «Нормативно-правовое регулирование и стандарты работы с биоресурсными коллекциями». В настоящей публикации представлены итоги работы Форума и его резолюция в части правового регулирования в сфере биологических коллекций.