ОТ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКИ
Актуальность. Вредные организмы, поражающие растения картофеля, наносят большой экономический ущерб во всех зонах, где выращивают эту культуру. Одним из наиболее экономически значимых патогенов является возбудитель фитофтороза картофеля (Phytophthora infestans Mont. (de Bary)). Также существенные потери урожая вызывают Y вирус картофеля (PVY) и золотистая картофельная нематода (ЗКН) единственного распространенного в РФ патотипа Ro1. Материалы и методы. В фитопатологических опытах и молекулярно-генетических исследованиях изучали клоны оригинальных межвидовых гибридов, полученных в 11-ти комбинациях скрещиваний, 7 из которых изучены впервые. Гибриды получены с участием образцов диких мексиканских и южноамериканских видов – источников устойчивости к фитофторозу и PVY. Оценку полевой устойчивости к фитофторозу проводили в условиях повышенного инфекционного фона в течение трех лет, часть материала проходила оценку в лабораторных опытах. В ПЦР тестах использовали 9 ДНК маркеров генов устойчивости к Ph. infestans, PVY и ЗКН (патотип Ro1), которые применяли в наших предыдущих исследованиях. Результаты. В полевом изучении гибридные клоны в большинстве проявляли высокую, часть из них – умеренную устойчивость к фитофторозу. У большинства клонов из комбинаций скрещиваний, изученных впервые, выявлено не менее двух, у части из них до четырех маркеров генов устойчивости к Ph. infestans. У ряда гибридных генотипов также выявлены маркеры генов устойчивости к PVY и ЗКН. Отобраны клоны с маркерами нескольких генов устойчивости к PVY. Заключение. В небольшой, но разнообразной по происхождению выборке межвидовых гибридов детектированы маркеры генов устойчивости ко всем трем вредным организмам. У части клонов, полученных с участием выделенных нами источников устойчивости к Ph. infestans и PVY, идентифицированы маркеры двух и более генов устойчивости к этим патогенам. Оригинальные межвидовые гибриды с определенными в данном изучении уровнями устойчивости к фитофторозу, типом цитоплазмы и маркерами генов устойчивости могут быть использованы в дальнейших возвратных скрещиваниях с сортами картофеля.
СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ
В генетических банках растений криоколлекции используются для длительного хранения культур, которые не могут сохраняться в семенных коллекциях. К ним относятся вегетативно размножаемые культуры, образцы видов, формирующих малое число семян или имеющих рекальцитрантные семена. Для криосохранения большинства ягодных культур используют апексы побегов пробирочных растений, поэтому определяющим этапом для них является наличие in vitro коллекции. В коллекции in vitro ВИР сохраняется 150 образцов рода Rubus L., из них 85 сортов малины, в том числе 59 отечественной селекции. Эти сорта характеризуются широким эколого-географическим разнообразием. Среди них имеются сорта малины, созданные в конце XIX века – первой половине XX века, в том числе селекции И.В. Мичурина и основоположника северного садоводства В.В. Спирина. Более половины образцов отечественных сортов малины (33 сорта) числятся в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию. Собранный в in vitro коллекции ВИР сортимент малины российской селекции ограниченно представлен в зарубежных генбанках. Задача данной работы заключалась в криоконсервации образцов сортов малины преимущественно народной и старой российской селекции, поступивших в ВИР в период с 1925 по 1950 год, а также мониторинг посткриогенной регенерационной способности у сортов малины, ранее заложенных в криобанк ВИР. Замораживание при сверхнизких температурах апексов микрорастений проводили у 10 сортов малины из in vitro коллекции ВИР (7 из которых относятся к сортам народной и старой российской селекции) с использованием оптимизированного ранее протокола дроплет-витрификации – «DV-biotech». В криобанк ВИР на длительное хранение передано 10 образцов сортов малины (900 апексов) со средним уровнем посткриогенной регенерации 38,2 ± 3,0, определенным в контрольных экспериментах перед закладкой на длительное хранение в криобанк. Отмечено статистически значимое влияние генотипа на жизнеспособность эксплантов после криоконсервации, в то время как статистически значимого влияния генотипа на посткриогенную регенерацию эксплантов не обнаружено. Дополнительно у 17 сортов малины, хранившихся в криобанке от одного до пяти лет, оценивали уровень посткриогенной регенерации. Из 17 проверенных образцов сортов малины (296 апексов) посткриогенная регенерация на уровне 20%–70% была выявлена у всех четырех сортов, сохраняемых в криобанке в течение одного года, и на уровне 10%–50% у оставшихся восьми сортов с более длительным сроком криохранения в криобанке – от трёх до пяти лет. По результатам проведенного мониторинга отмечена регенерация у 12 сортов малины на уровне от 10% до 70%. Эти сорта можно считать надёжно сохраняемыми в парах жидкого азота в криобанке ВИР. Мониторинг посткриогенной регенерации образцов малины, хранящихся в криобанке ВИР, и криоконсервация новых сортов малины будут продолжены.
МЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВЕ РАСТЕНИЙ
Главной биологической особенностью сортов картофеля является вегетативное размножение. С этим способом размножения могут быть связаны проблемы, обусловленные физиологическим старением культуры и накоплением специфических патогенов, вызывающих снижение урожая клубней. Чтобы избежать данных проблем, в семеноводстве картофеля широко применяются современные биотехнологические методы. Так, использование культуры апикальных меристем и методов микроклонального размножения позволяет сохранить типичность биоматериала в процессе поддержания in vitro коллекций картофеля. Однако даже в таких условиях существует угроза закрепления модификаций отдельных хозяйственно-ценных признаков. У сортов картофеля такие ненаследственные отклонения проявляются в виде смещения фенологических фаз и периода созревания клубней. Применение современных высокотехнологичных способов хранения сортовых ресурсов, реализуемых на основе биотехнологических подходов, позволяет сохранить высокое качество биоматериала. При этом главными критериями, определяющими эффективность различных способов хранения, остаются мобильность и практичность, которые определяются степенью их возможного использования на практике. В данном обзоре на примере коллекции сортов ФИЦ картофеля имени А.Г. Лорха рассмотрены основные этапы формирования и функционирования современного Банка здоровых сортов картофеля (БЗСК), который обеспечивает различные регионы РФ высококачественными, свободными от фитопатогенов сортообразцами картофеля.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
2 апреля 2022 года юбилей у академика РАН Людмилы Андреевны Беспаловой, одного из крупнейших селекционеров пшеницы и тритикале, автора множества сортов, внедренных в сельскохозяйственную практику в нашей стране и за рубежом, выращиваемых на площадях в миллионы гектаров, что вносит значимый вклад в решение глобальной проблемы продовольственной безопасности. Людмила Андреевна Беспалова является признанным классиком в области селекции и семеноводства пшеницы, ею опубликовано более 300 научных работ, получено около 120 авторских свидетельств и патентов. Академик Беспалова – яркий представитель отечественных селекционеров, являющийся продолжателем традиций одной из крупнейших научных школ и принимающий активное участие в жизни генетико-селекционного сообщества нашей страны, обучении молодых специалистов, повышении престижа и востребованности профессии селекционера.
9 января 2022 г. исполнилось 75 лет академику РАН, доктору биологических наук, научному руководителю Федерального исследовательского центра Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, первому вице-президенту Вавиловского общества генетиков и селекционеров профессору Николаю Александровичу Колчанову. Академик Н.А. Колчанов – выдающийся специалист в области биоинформатики и системной компьютерной биологии, под руководством которого сформировалась и получила общемировое развитие крупнейшая в этом направлении отечественная научная школа. Он является автором и соавтором около 700 публикаций в отечественной и зарубежной печати, 18 авторских свидетельств и 8 патентов. В течение почти 20 лет академик Н.А. Колчанов является заведующим и профессором кафедры информационной биологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета. Он подготовил 12 кандидатов наук и 2 докторов наук. Его ученики, работающие в ведущих отечественных и зарубежных научных центрах, являются гордостью российской науки и вносят весомый вклад в мировой уровень развития современной биоинформатики.
ISSN 2658-6258 (Online)