Слово главного редактора журнала.

В соответствии с правилами Международного кодекса номенклатуры культурных растений оформлены и переданы на хранение в Гербарий ВИР (WIR) номенклатурные стандарты пяти сортов картофеля селекции Омского АНЦ: ‘Алена’, ‘Былина Сибири’, ‘Вечерний Омск’, ‘Триумф’, ‘Хозяюшка’. Согласно разрабатываемой в ВИР новой комплексной стратегии, растительный материал, переданный автором сортов в Гербарий ВИР, был использован для молекулярно-генетической паспортизации. Генетические паспорта включают информацию об аллельном составе восьми хромосомспецифичных микросателлитных локусов, данные о типах органельных геномов сортов, а также о наличии диагностических фрагментов 15 маркеров 11 генов, вовлеченных в контроль устойчивости к наиболее опасным заболеваниям и вредителям картофеля: фифтофторозу, цистообразующим картофельным нематодам, вирусам X и Y картофеля. Данные генетических паспортов использовались для проверки идентичности одноименных образцов омских сортов, полученных из различных источников. Сопоставление результатов паспортизации и данных родословных омских сортов позволило установить источники генов устойчивости к вредным организмам и источники разных типов цитоплазм.

В ВИР создается коллекция номенклатурных стандартов отечественных сортов различных культур в виде гербарных образцов в соответствии с положениями Международного кодекса номенклатуры культурных растений. Для вегетативно размножаемых культур была предложена новая комплексная стратегия регистрации в генбанке ВИР отечественных сортов, поступивших от их авторов, которая включает помимо создания номенклатурных стандартов разработку генетического паспорта сорта и применение биотехнологических методов для сохранения в живом виде эксплантов (почки, меристемы), выделенных из растительного материала, переданного селекционерами в Гербарий ВИР. Данный подход может быть применен к любым вегетативно размножаемым культурам, при этом для разных культур разрабатываются специальные протоколы. Для сортов малины и смородины черной сбор растительного материала, его подготовка к оформлению номенклатурных стандартов и сохранению образцов в живом виде в контролируемых условиях in vitro имеет свои особенности. В настоящей статье приведены детальные протоколы для проведения этих работ. Кроме того, в статье обобщены первые результаты реализации предложенной нами стратегии на примере отечественных сортов малины обыкновенной и смородины черной, созданных в различных селекционных центрах нашей страны. Итогом трехлетних совместных работ сотрудников ВИР и селекционеров из четырех селекцентров, расположенных в пяти округах страны, является создание номенклатурных стандартов двадцати сортов малины, а также пяти сортов смородины черной селекции ВИР. В культуру in vitro введены образцы 13 сортов малины обыкновенной и образцы четырёх сортов смородины черной, генетически идентичные номенклатурным стандартам; четыре сорта малины заложены в криобанк ВИР на долгосрочное хранение.

Учитывая мировой и российский опыт сохранения образцов винограда, одним из наиболее надежных способов является создание дублетной in vitro коллекции. Однако, в связи с созданием дублетных коллекций винограда и развитием методик геномного редактирования, существует необходимость подбора оптимального состава среды, позволяющего получать при введении растений винограда в культуру in vitro максимальный коэффициент каллусообразования и регенерации. Это позволит получить необходимое количество материала для дальнейшего редактирования и последующей регенерации растений с нокаутом целевых генов с целью улучшения хозяйственно ценных признаков. Для винограда это прежде всего повышение устойчивости к возбудителю мучнистой росы Uncinula necator Burill. Изучено влияние на морфогенез многих сельскохозяйственных культур активных веществ биологического и синтетического происхождения, в том числе и для растений-регенерантов рода Vitis L. Однако, род Vitis очень разнообразен и неоднороден по своей генетической и физиолого-морфологической структуре, вследствие чего рекомендуемые среды и компоненты для выращивания в условиях in vitro могут подходить не каждому сорту. Местные российские сорта винограда лучше подходят к локальным условиям выращивания, поэтому следует сосредоточить усилия на отработке методик, связанных с сохранением местных сортов в условиях коллекций in vitro. Знание природы генов, контролирующих определенные признаки, как и наличие образцов винограда, геном которых секвенирован, способствуют успешному проведению in silico анализа для создания редактирующих конструкций.

Фундаментальные и прикладные научные исследования в области клеточных технологий растений способствуют успешному развитию селекции сельскохозяйственных культур, позволяя создавать новые формы растений в 2-4 раза быстрее по сравнению с традиционными методами селекции. Для получения чистых линий у большинства овощных культур требуется около 5-7 циклов самоопыления. В результате создание нового сорта/гибрида занимает в среднем более 10-12 лет. Для успешного создания сорта или гибрида необходим подбор родительских пар в виде инбредных линий. Коллекция овощных и бахчевых культур ВИР насчитывает 52 889 образцов, включает представителей 29 семейств, 145 родов, 610 видов. Использование биотехнологических методов является актуальным направлением для ускорения селекции овощных культур. В связи с актуальностью включения клеточных технологий в селекционные программы отдела генетических ресурсов овощных и бахчевых культур ВИР, в 2022 году создана лаборатория селекции и клеточных технологий. Целью исследований новой лаборатории является ускоренное создание исходного материала и новых сортов или гибридов путем сочетания традиционных методов селекции и клеточных технологий. Объектами исследования послужат культурные формы и дикорастущие родичи видов: капуста огородная Brassica oleracea L., репа Brassica rapa L., салат Lactuca L., томат Lycopersicon Mill и овощная сахарная кукуруза Zea mays var. saccharata Sturt. В данном обзоре мы рассматриваем основные результаты селекции капусты, томата и салата, полученные с применением клеточных технологий. Несмотря на достигнутые успехи, в данной области существует ряд проблем. Отсутствие стандартизированных, эффективных и воспроизводимых протоколов методов in vitro часто препятствует их практическому использованию. Задачи, стоящие перед лабораторией по созданию исходного селекционного материала и новых сортов и гибридов с помощью как традиционных методов, так и клеточных технологий, актуальны и соответствуют мировому уровню.

Применение современных методов биотехнологии и молекулярной генетики позволяет выявлять на этапах пребридинга перспективные образцы с заданными хозяйственно-ценными признаками. Успех создания новых сортов растений зависит от наличия уникальных коллекций генетических ресурсов, информации о геномах, возможности культивирования in vitro генотипов с высокой регенерационной способностью, а также практических навыков и компетенций в данной области. Одним из передовых методов ускорения селекционного процесса является редактирование генома с помощью системы CRISPR/Cas. Данный метод позволяет эффективно осуществлять модификацию генов с целью получения сортов с заданными признаками. В 2022 году в рамках национального проекта «Наука и университеты» в ВИР открыта новая молодежная лаборатория генетики, селекции, биотехнологии декоративных и ягодных культур; примечательно, что это событие совпало со 135-летием со дня рождения Н.И. Вавилова. Основными направлениями работы лаборатории являются получение линий с заданными свойствами для дальнейшего селекционного процесса, выявление генов-мишеней хозяйственно-ценных признаков для получения новых сортов, линий, гибридов, а также создание протоколов ускоренного размножения безвирусного материала коммерчески востребованных сортов, ориентированных на импортозамещение. В данном обзоре рассмотрены актуальные направления селекции декоративных и ягодных культур: изменение окраски цветка (львиный зев, пион), улучшение аромата цветка (розы), изменение архитектоники (актинидия), повышение устойчивости к стресс-факторам (ежевика, земляника, виноград).

Под эгидой V Вавиловской международной конференции, состоявшейся в Санкт-Петербурге 21–25 ноября 2022 года, были проведены восемь мероприятий, посвященных вопросам сохранения, развития, изучения и практического использования коллекций генетических ресурсов растений (ГРР), а также научному наследию Николая Ивановича Вавилова и вопросам развития основанных им научных школ и деятельности его соратников и последователей. Научное наследие Н.И. Вавилова с учетом современного контекста, а именно: новых направлений развития науки, фундаментальных знаний, современных методов и технологий, с учетом климатических и экономических вызовов, – играет большую роль для научно-технологического развития. На мероприятиях V Вавиловской международной конференции были в общей сложности представлены 185 устных докладов. Заседания Конференции собрали более 330 слушателей. Данная публикация отражает основные задачи и содержание проведенных мероприятий и содержит ключевые рекомендации, сформулированные по итогам конференции, включая (1) рекомендации в сфере сохранения, изучения и использования ГРР, в том числе на междисциплинарной основе; (2) рекомендации по мероприятиям, обеспечивающим координацию в сфере сохранения, изучения ГРР, селекции и семеноводства; (3) рекомендации по нормативному правовому регулированию в сфере селекции и семеноводства и в сфере коллекций генетических ресурсов; (4) рекомендации в сфере подготовки кадров, профориентационной и просветительской работы. По итогам представленных докладов отмечено, что за последние пять лет произошло существенное наращивание применения современных методических подходов – молекулярно-генетических, геномных, омиксных в сфере исследований генетических ресурсов растений. Всё это является прочной основой для развития методов селекции нового поколения (Next-Generation Breeding). При этом подчеркивается, что новые технологии селекции, разрабатываемые на основе получаемых знаний, способны обеспечить дальнейший прогресс не в отрыве, а в совокупности с имеющимся огромным заделом классической селекции. В резолюции Конференции среди ряда обсуждаемых проблем и предложений выделены в том числе те, что требуют особого и безотлагательного внимания: (1) необходимость законодательно закрепить сохранение и расширение разнообразия культур в «Государственном реестре сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, допущенных к использованию»; (2) недопустимость сокращения перечня этих культур; (3) недопустимость уменьшения числа государственных сортоиспытательных участков; (4) недопустимость сокращения сроков государственных сортоиспытаний с трех до двух лет или одного года; (5) необходимость приведения используемых в правовых и нормативных актах понятий «генетический паспорт» и «генетическая паспортизация» к каноническому пониманию «генетического паспорта» как документа, отражающего индивидуальные генетические особенности организма (либо сорта/гибрида/породы/штамма), которые позволяют отличить его генотип от генотипа других организмов (сортов/гибридов/пород/штаммов) конкретного вида и необходимость тщательной проработки методик генетической паспортизации каждой культуры с учетом всех типов генетических маркеров (молекулярно-генетических (ДНК-маркеров), белковых и морфологических генетических маркеров). Также конференция отметила, что усиливающиеся тенденции изменения климата и его резкие непредсказуемые колебания требуют во избежание необратимой утраты части растительного агробиоразнообразия и с целью надежного сохранения ценных генетических ресурсов растений в условиях in situ и ex situ предпринять в самое ближайшее время широкие экспедиционные обследования центров разнообразия культурных растений и их диких родичей, малоизученных территорий, а также регионов, подверженных антропогенному воздействию, и с экстремальными условиями среды.