В текущем выпуске представлены результаты исследования образцов ячменя и овса из коллекции ВИР – выделены источники с наибольшим содержанием антоцианов, которые могут быть использованы для расширения ассортимента функциональных продуктов. Также представлена обзорная статья, обобщающая сведения о регуляции биосинтеза и особенностях накопления антоцианов и других флавоноидных пигментов у основных представителей трибы Phaseoleae DC: сои, фасоли обыкновенной, адзуки и коровьего гороха (вигны китайской или спаржевой фасоли).
Создание сортов для здорового питания помимо акцента на биохимический состав и содержание полезных нутриентов и биологически-активных добавок (БАВ), ставит задачу достижения максимальной пригодности таких сортов для выращивания в условиях экологического земледелия, минимизации химических обработок средствами защиты. Это в свою очередь требует усиления исследований в области генетической защиты растений. В выпуске представлены результаты маркер-контролируемого отбора генотипов, которые могут служить источниками аллеля mlo11(cnv2), устойчивости ячменя к мучнистой росе, и быть использованы в практической селекции.
Производство продукции с высокой добавленной стоимостью на основе сортов зерновых, предназначенных для здорового питания, может стать своеобразной нишей для сельхозтоваропроизводства в регионах рискованного земледелия, которым трудно конкурировать в одном сегменте с более южными регионами. Однако в таком случае появляется требование адаптировать сорта к условиям длинного дня и короткого вегетационного периода. В выпуске представлены результаты работы, направленной на диагностику аллельного состава генов Vrn и Ppd линий яровых форм мягкой пшеницы. Охарактеризованы ультраскороспелые линии, которые могут быть эффективными источниками генов скороспелости в селекции. Сведения об аллельном составе соответствующих генов этих линий делают их так называемыми «донорами нового поколения», источником нужных аллельных вариантов целевых генов в совокупности с технологией ускоренного маркер-контролируемого отбора.

Актуальность. Ячмень (Hordeum vulgare L.) и овес (Avena sativa L.) – зерновые культуры, относящиеся к одним из основных источников питания и кормов в Российской Федерации. Они содержат белки, различные группы витаминов, жиры, углеводы, β-глюканы, минеральные вещества и разнообразные биологически активные соединения, в том числе антоцианы. Антоцианы привлекают все больше внимания в связи с широким спектром полезных свойств для человека. Все это позволяет рассматривать зерно ячменя и овса как потенциально перспективный экономический продукт и компонент функционального питания. Цель данной работы оценить относительное содержание антоцианов в образцах ячменя и овса с различной пигментацией зерновки и цветковых чешуй. Материалы и методы. Изучено 32 образца ячменя и 11 образцов овса спектрофотометрическим методом. Экстрагирование антоцианов из зерновок ячменя и овса проводилось 1% раствором HCl в метаноле. Результаты и обсуждение. В результате изучения выделены образцы и разновидности с наибольшим содержанием антоцианов: ячмень − к-15904 (Китай), к-19906 (Монголия), к-18709 (Япония), к-18723, к-18729 (Канада), к-17725 (Турция), относящиеся к разновидности var. violaceum; к-29568 (Япония) – var. densoviolaceum; к-8690 (Эфиопия) – var. griseinigrum; к-28205 (Германия) – var. nudidubium; овес − к-15527 (A. ayssinica Hochst. var. braunii Koern., Эфиопия) и к-15245 (A. strigosa Schreb. subsp. brevis var. tephera Mordv. ex Sold. et Rod., Польша). Заключение. Полученные результаты показывают, что коллекция ВИР включает потенциально ценные образцы для разработки сортов с повышенным содержанием антоцианов, которые могут быть использованы для расширения ассортимента функциональных продуктов.

Флавоноиды играют важную роль в метаболизме растений. Многие из них проявляют антиоксидантную активность и являются пигментами, окрашивающими ткани растений в разнообразные цвета. Продукты питания, богатые флавоноидными соединениями, рассматривают в качестве функциональных компонентов здорового рациона. В настоящее время отмечается повышенный интерес к изучению генетических механизмов, лежащих в основе появления признаков окраски у растений. Пути биосинтеза флавоноидов находятся под контролем двух групп генов. Структурные гены кодируют ферменты биосинтеза, а регуляторные гены ‒ транскрипционные факторы, контролирующие экспрессию структурных генов. Транскрипционные факторы, относящиеся к семействам R2R3-Myb, bHLH-Myc и WDR, образуют комплекс MBW, который вовлечен в регуляцию экспрессии структурных генов биосинтеза флавоноидов. Механизмы регуляции биосинтеза антоцианов и проантоцианидинов комплексом MBW подробно описаны у модельного растительного объекта Arabidopsis thaliana L. В настоящем обзоре обобщены данные о регуляции биосинтеза фенольных пигментов и об особенностях их накопления в растительных тканях у основных представителей трибы Phaseoleae DC: сои Glycine max (L.) Merr., фасоли обыкновенной Phaseolus vulgaris L., адзуки Vigna angularis (Willd.) Ohwi & Ohashi и коровьего гороха V. unguiculata (L.) Walp. Обсуждаемые в данном обзоре виды являются наиболее важными бобовыми культурами во многих странах мира, играя ключевую роль в рационе питания миллионов людей. Идентификация и характеристика генов, контролирующих пути биосинтеза флавоноидов, являются необходимым условием для успешной селекции современных сортов с повышенной диетической ценностью. Выявление закономерностей накопления флавоноидов необходимо для решения проблемы расширения разнообразия растительной продукции.

Актуальность. Знание о генетическом контроле реакции на яровизацию ультраскороспелых образцов будет способствовать селекции на высокую адаптивную способность мягкой пшеницы. Материалы и методы. Исследовали ультраскороспелые линии Рико (к-65588) и Римакс (к-67257), как самые скороспелые среди образцов коллекции мягкой пшеницы ВИР, а также 10 линий Рифор (к-67120, к-67121, к-67250-67256) с высокой скоростью развития до колошения, которые являются потомками от скрещивания Рико × Forlani Roberto’ (к-42641). Изучен позднеспелый образец ‘Forlani Roberto’ к-42641) и сорт ‘Ленинградская 6’ (к-64900), районированный в Северо-Западном регионе России. Аллели генов Vrn и Ppd идентифицировали с помощью ПЦР-анализа c использованием опубликованных в литературе аллель-специфичных праймеров. Реакция на яровизацию (30 суток при 3°С) и короткий 12-часовой день определена по методике ВИР. Результаты. Ультраскороспелые линии очень слабо реагируют на короткий 12-часовой день и 30-дневную яровизацию. Генотип ультраскороспелых линий пшеницы в основном представлен тремя доминантными генами Vrn-A1, Vrn-B1a и Vrn-D1, обеспечивающие нечувствительность к яровизации на фоне экспрессии Ppd-D1a, контролирующего реакцию на фотопериод. Ультраскороспелые линии Рифор 4 и Рифор 5 имеют рецессивный аллель vrn-A1a, как и исходный образец ‘Forlani Roberto’. Линии Рифор 4 и Рифор 5 нечувствительны к яровизации в условиях длинного дня и имеют очень слабую реакцию при коротком дне (3,5 ±0,42 сут и 4,0 ±0,61 суток соответственно). Однако, ‘Forlani Roberto’ с геном vrn-A1a одинаково реагирует на яровизацию при любом фотопериоде (12,3±1,58 суток и 12,2±0,74 суток). Заключение. Ультраскороспелые линии мягкой яровой пшеницы имеют доминантные гены Vrn-A1, Vrn-B1a и Vrn-D1 и не чувствительны к яровизации. Некоторые ультраскороспелые линии могут не реагировать на яровизацию или иметь ее низкий уровень (Рифор 4, Рифор 5), но в их генотипах имеется рецессивный ген vrn-A1a. Этот эффект может быть причиной образования комплекса генов-модификаторов наряду с доминантным геном Vrn-D1, который сформировался в процессе гибридизации F_7-8 Рико × ‘Forlani Roberto’. Ультраскороспелые линии мягкой пшеницы Рико, Римакс и Рифор (к-67120, к-67121, к-67250-67256) могут быть эффективными источниками генов скороспелости в селекции мягкой пшеницы.

Актуальность. Поиск генотипов ячменя Hordeum vulgare L., носителей эффективных генов устойчивости к возбудителю мучнистой росы Blumeria graminis f. sp. hordei , актуален для российской селекции. Аллель mlo11, обеспечивающий длительную защиту ячменя от патогена, редко встречается среди допущенных к выращиванию на территории России сортов. Информации о встречаемости среди российских сортов другого эффективного аллеля – mlo11(cnv2) – нет, поэтому поиск его источников актуален. Материал и методы. В полевых и лабораторных условиях, изучили устойчивость 7 образцов ячменя из Эфиопии и 7 – из Японии к северо-западной популяции возбудителя мучнистой росы. Для идентификации аллелей гена Mlo были определены нуклеотидные последовательности фрагментов MITE (миниатюрного инвертированного мобильного элемента Stowaway-типа) и прилегающего промоторного участка. Результаты. С помощью фитопатологических тестов в поле и условиях теплицы, а также молекулярных маркеров, были исследованы 14 образцов ячменя из Эфиопии и Японии, по предварительной оценке, устойчивых к мучнистой росе. У четырех образцов из Эфиопии к-20087, к-20523, к-20524 и к-28126 впервые идентифицировали высокоэффективный аллель устойчивости ячменя к мучнистой росе mlo11(cnv2). В полевых условиях взрослые растения оказались устойчивыми, а в теплице поражались мучнистой росой умеренно (1-2 балла). Симптомы болезни оказались схожими с описанными для образца Eth295 – носителя вариантного аллеля mlo11(cnv2): единичные пустулы и отсутствие некротических пятен на листьях. С помощью ПЦР у всех 14 образцов были амплифицированы фрагменты MITE и участка прилегающего к Mlo 5' промоторной последовательности. Фрагменты были клонированы и секвенированы и только у образцов к-20087, к-20523, к-20524 и к-28126 в нуклеотидных последовательностях были обнаружены маркерные SNP для аллеля mlo11(cnv2): замены цитозина на тимин в позициях 262 транспозона и 452 в промоторной области. Образцы относятся к различным разновидностям и отличаются друг от друга по ряду других морфологических признаков, то есть не являются дублетами. Заключение. Генотипы, отобранные в ходе исследования, могут служить источниками аллеля mlo11(cnv2) при создании устойчивых к мучнистой росе сортов ячменя.