Актуальность. Привлечение чужеродного генетического материала Hordeum bulbosum L. для расширения разнообразия ячменя культурного является важной задачей, поскольку этот вид характеризуется рядом ценных признаков. Одним из путей использования генетического потенциала ячменя луковичного служит межвидовая гибридизация и получение на основе гибридов фертильных интрогрессивных линий H. vulgare. Целью нашего исследования было изучение в полевых условиях интрогрессивных линий культурного ячменя, полученных на основе триплоидного гибрида H. vulgare L. cv ‘Igri’(2x) × H. bulbosum (4x) в сравнении с исходным сортом Igri.

Материал и методы. В полевых условиях изучали линии ячменя с терминальными интрогрессиями генетического материала ячменя луковичного в разлинных плечах хромосом: 1HL, 2HL, 3HL, 7HL, 2HS, 1HL + 5HL, и с субтерминальной интрогрессией в хромосоме 5HL. Для идентификации интрогрессий и анализа их сохранения при полевой репродукции использовали метод in situ гибридизации (FISH, GISH). При культивировании в поле у растений определяли зимостойкость, озерненность. Структурный анализ растений проводили на побегах главного колоса после созревания.  Показатели качества зерна определяли неразрушающим методом – спектроскопией в ближней инфракрасной области, используя БИК анализатор Инфралюм ФТ-10.

Результаты. Было установлено, что для растений изучаемых линий характерно, как и для родительского сорта, закрытое цветение, линии сохраняют интрогрессии в потомстве при культивировании в поле без изоляции. Анализ показал, что небольшие фрагменты хромосом H. bulbosum 1HL, 2HL, 3HL, 1HL + 5HL, 7HL, 5HL изучаемых линий не оказывают существенного влияния на характеристику сорта по признакам фертильности, продуктивности и качества зерна. Отличия от исходного сорта отмечено у линии 14.10 с интрогрессией генетического материала в хромосоме 2HS. Для нее характерна более низкая фертильность и продуктивность при более высоком, чем у исходного сорта, содержании белка.

Выводы. Изученные линии представляют собой высокофертильные формы ячменя, для которых характерно закрытое цветение и самоопыление, что обеспечивает сохранение интрогрессированных чужеродных фрагментов хромосом в последующих поколениях. Интрогрессия генетического материала H. bulbosum в терминальный участок короткого плеча хромосомы 2Н вызывает изменения некоторых характеристик сорта Igri.

Создание высокоустойчивых к парше генотипов яблони повышает рентабельность и экологичность производства основной плодовой продукции. Использование ранней оценки устойчивости получаемых гибридов с помощью фитопатологического тестирования и ДНК-маркеров позволяет ускорить этот процесс. Цель исследования состояла в комплексной оценке устойчивости к возбудителю парши гибридного потомства яблони, полученного от скрещивания восприимчивого (Ренет Симиренко) и устойчивого (Моди – донор гена Rvi6) сортов, с использованием естественного инфекционного фона и молекулярного маркирования целевого гена устойчивости. Фитопатологический анализ 207 гибридных сеянцев яблони на естественном фоне выявил 117 (56%) растений без поражений паршой (0 баллов). Оставшиеся сеянцы имели поражения разной степени. ДНК-маркерный анализ по гену Rvi6 позволил идентифицировать 105 растений (51%) с генотипом Rvi6rvi6 и 102 (49%) – rvi6rvi6, что близко к теоретическому расщеплению 1 : 1, получаемому при скрещивании такого типа. Сопоставление результатов инфекционной оценки и ДНК-маркирования показало 98% совпадений данных о наличии гена устойчивости с отсутствием поражений. В целом комплексное использование методов фенотипической и молекулярной оценки гибридной семьи на устойчивость к Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter показывает высокую степень совпадения результатов. Однако несовпадение качественных классов реакций на инфицирование с результатами молекулярно-генетического анализа указывает на недостаточную силу естественного инфекционного фона года исследования. Низкая интенсивность развития заболевания была обусловлена неблагоприятными погодно-климатическими условиями начала вегетационного периода и становления инфекции, выражавшимися в более высокой по сравнению с нормой среднемесячной температурой и небольшим количеством осадков. Полученные нами результаты говорят о преимуществе комплексной оценки устойчивости к возбудителю парши с использованием инфекционного фона и молекулярного маркирования гена Rvi6, при котором на первом этапе проводится отбор устойчивых образцов на естественном инфекционном фоне с последующим подтверждением наличия искомого гена с помощью ДНК-маркерного анализа.

Метаболическая инженерия растений является инструментом получения продуцентов ценных метаболитов, и также может применяться для снижения токсичности ядовитых растений с целью расширения области их применения. Культурные растения семейства пасленовых широко применяются в хозяйственных целях. Вторичный метаболизм пасленовых (Solanaceae) отличается широким разнообразием. В селекции картофеля и томата направленно отбирались формы растений со сниженной токсичностью, а в селекции такого экзотического индийского растения, как витания снотворная (Withania somnifera L.), напротив, отбирались растения с повышенной токсичностью. В результате естественных процессов и направленного отбора, в геномах пасленовых сформировались сложные системы генов, регулирующих разнообразные биосинтетические процессы. Недавние исследования показывают, что формирование генетического контроля вторичного метаболизма происходило путем дупликаций генов первичного метаболизма и формирования кластеров, регулирующих новые метаболические пути. Секвенирование геномов пасленовых дает возможность отследить эволюционные пути формирования метаболизма алкалоидов, одних из наиболее представленных токсичных метаболитов этого семейства. Знание геномной организации и эволюции метаболизма алкалоидов позволяет предлагать стратегии по модификации его генетического контроля с целью снижения токсичности растений табака и картофеля. Получение безникотиновых форм табака (Nicotiana tabacum L.) позволит более широко вовлекать эту культуру в биотехнологию как перспективную растительную систему синтеза рекомбинантных белков. Снижение токсичности картофеля актуально для некоторых сортов и необходимо при привлечении в селекцию диких родственников этой культуры. В отличие от культурного картофеля (Solanum tuberosum L.), многие дикие родственные ему виды накапливают токсичные стероидные гликоалкалоиды, что мешает введению этих видов в селекцию как доноров генов устойчивости к различным биотическим и абиотическим факторам.

Актуальность. Проблема сбора и сохранения ex situ генетических ресурсов растений (ГРР) приобретает особую актуальность в связи с сокращением генетического разнообразия. Образцы вегетативно размножаемых культурных растений обычно сохраняются в полевых генбанках. В качестве дублетных создаются коллекции защищенного грунта, in vitro коллекции среднесрочного хранения и криоколлекции длительного хранения образцов. Гарантированное ex situ сохранение генетических ресурсов вегетативно размножаемых растений обеспечивает наличие всех типов коллекций. Стратегия формирования in vitro коллекции ягодных и плодовых культур умеренного климата в ВИР заключается в сохранении отечественного селекционного материала, включающего сорта стародавней и народной селекции, современные сорта и гибриды, а также образцы дикорастущих родичей (включая эндемики), собранных в основном на территории РФ. Коллекция in vitro также включает зарубежные сорта – источники ценных признаков. В генетических банках других стран такой материал отсутствует или представлен фрагментарно.

Материалы и методы. Для введения в культуру in vitro использовали образцы из полевой коллекции (УНУ, регистрационный USU_505851: Коллекции генетических ресурсов растений ВИР НПБ «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР» и филиала Майкопская опытная станция ВИР), экспедиционных сборов ВИР и других учреждений. Все этапы работы по введению растительного материала в культуру in vitro, поддержанию образцов в коллекции активного роста и среднесрочного хранения микрорастений проводятся в соответствии с Методическими указаниями отдела биотехнологии ВИР (2017).

Результаты и заключение. В настоящее время in vitro коллекция ягодных и плодовых культур ВИР включает 330 образцов малины, ежевики, жимолости, земляники, вишни, сливы, рябины, смородины черной; из них 236 сортов, 14 гибридных форм и 80 образцов дикорастущих родичей, из которых 68 собраны на территории РФ и ближнего зарубежья. В настоящее время in vitro коллекция ВИР является одной из наиболее крупных в системе европейских и азиатских генетических банков, сохраняющих образцы ягодных и плодовых культур умеренного климата. Образцы in vitro коллекции ВИР используются для дублетного сохранения образцов полевого генбанка, разработки методов оздоровления микрорастений от вирусных инфекций; генотипирования; изучения физиолого-биохимических процессов, происходящих в микрорастениях при среднесрочном хранении; для разработки методов криоконсервации и создания криоколлекций; в морфобиологическом изучении ex vitro растений.