Микросателлитные ДНК-маркеры нашли широкое применение в ге-нетических исследованиях риса: как в части изучения генетического разнообразия коллекций генетических ресурсов, выяснении микро-эволюционных процессов в пределах рода Oryza L. и при анализе генетических взаимосвязей генофондов из разных регионов мира, так и в картировании генов, при выполнении маркер-опосредованного отбора в селекции, а также ДНК-паспортизации сортов. Учитывая объем коллекции генофонда Всероссийского научно-исследовательского института риса, насчитывающей в общей сложности около 7000 образцов, актуальным является вопрос анализа ее генетической структуры и изучения генетического разнообразия, в том числе и с использованием молекулярно-генетических методов. Целью работы являлось выяснение генетических взаимосвязей современных отечественных сортов риса и сортов из различных регионов Азии (Средняя Азия, Восточная Азия) и представляющих различные эколого-географические группы с применением микросателлитных ДНК-маркеров. Объектом исследования являлись 32 сорта риса, представляющие три различных эколого-географических группы: восточную, среднеазиатскую и европейскую. В работе использовали 10 SSR-маркеров, по которым было выявлено от двух (RM11, RM316, RM19) до восьми аллелей (RM1). Суммарно по десяти локусам было идентифицировано 46 аллелей. Среднее значение показателя PIC - 0,45. Результаты Байесовского анализа и кластеризации методом UPGMA позволили сделать заключение о сложной генетической структуре изученной выборки образцов, что согласуется с наличием сортов из разных эколого-географических групп (ЭГГ). Был выявлен ряд сортов, занимающих переходное положение между эколого-географическими группами, что, очевидно, является следствием активного использования в селекции скрещиваний сортов, относящихся к разным ЭГГ. Отнесение отечественных сортов, которые, в соответствии с морфологическими характеристиками, принадлежат к европейской эколого-географической группе, к группе сортов, включающей также некоторые сорта из средней Азии и из восточной ЭГГ, является следствием использования в отечественной селекции сортов, принадлежавших к данным эколого-географическим группам.

Болезни сельскохозяйственных культур являются основной причиной снижения урожайности и качества продукции. Пирикуляриоз (возбудитель-Pyricularia oryzae Cav.) самое опасное заболевание на рисовых полях. Экономический ущерб, наносимый патогеном, значителен во всех зонах мирового рисосеяния. Наиболее эффективной, экономически оправданной и экологически щадящей стратегией борьбы с ним является создание устойчивых сортов. Актуально в данном направлении применение ДНК-маркеров, сцепленных с локусами устойчивости к пирикуляриозу. Это существенно сокращает селекционный процесс и позволяет в короткие сроки создавать устойчивые к заболеванию формы риса. Цель работы заключалась в интрогрессии эффективного на юге России гена расоспецифической устойчивости к пирикуляриозу Pi-ta в генотип высокопродуктивного сорта риса отечественной селекции Флагман для получения на его основе новых, резистентных к P. oryzae форм. Для достижения поставленной цели в 2007 году проведена гибридизация сорта Флагман с устойчивым к пирикуляриозу сортом IR-36, который имеет период вегетации более 150 дней. Однако для местной зоны рекомендуется возделывать сорта с периодом вегетации не более 125 дней. В связи с этим было проведено три беккросса и получен селекционный материал, который изучался по хозяйственно-ценным признакам в селекционных питомниках. По результатам молекулярной идентификации доминантного и рецессивного аллелей гена устойчивости Pi-ta, а также по данным фитопатологического теста выделилось несколько образцов с высокими показателями по качеству крупы, устойчивости к пирикуляриозу, урожайности и другим хозяйственно ценным признакам. В 2017 году высокоурожайный образец риса КП-171-14 с геном Pi-ta, адаптированный к условиям выращивания на юге России, устойчивый к краснодарской популяции патогена, а также имеющий высокое качество крупы, передан в Государственное сортоиспытание (ГСИ) под названием Альянс. Сорта Ленарис (КП-30) и Капитан (КП-23) переданы на ГСИ в 2018 году. Возделывание таких сортов в производстве позволит сократить применение химических средств защиты и избежать загрязнения зерновых экосистем.

В настоящее время таксономическое родство представителей Fragaria L. и Potentilla L. активно обсуждается на основе филогенетического анализа по молекулярным маркерам и результатам гибридизации. Согласно опубликованным сведениям при скрещивании F. х ananassa Duch. (8x) х P anserina L. (4х) возникают гаплоиды, 8х-потомки партеногенетического происхождения и анеуплоиды. Жизнеспособных гибридов не было получено. Нами проводились многолетние исследования по гибридизации F. х ananassa х P anserina с целью получения 8х-агамоспермного потомства и изучения в этом потомстве характера генетической изменчивости. В одном из экспериментов при использовании в скрещиваниях пыльцы P. anserina, наряду с матроморфными потомками с 2n = 56 был получен один сеянец (№ 89-3), который являлся полностью стерильным, фенотипически незначительно отличался от F. х ananassa, т. е. соответствовал Fragaria-типу. Подсчет чисел хромосом в клетках корневой меристемы этого сеянца показал 2n = 6x = 42 промежуточное число хромосом между скрещиваемыми родительскими формами. Отсутствие каких-либо морфологических признаков опылителя (P. anserina) инициировало нас на проведение молекулярно-генетического анализа, чтобы окончательно прояснить его происхождение. Проведен RFLP-анализ гена ингибитора полигалактуроназы, а также ITS внутреннего транскрибируемого спейсера, входящего в состав кластера генов, кодирующих рРНК, который показал, что сеянец № 89-3 и партеногенетические потомки по молекулярным маркерам соответствовали материнской форме F. х ananassa, т. е. сеянец № 89-3 является анеуплоидом. В связи с этим наиболее вероятным сценарием формирования у исследуемого образца № 89-3 хромосомного набора 2n = 42 следует считать элиминацию 14 хромосом P. anserina и 14 хромосом F. х ananassa во время первых делений гибридного зародыша (2n = 70), который возник в результате оплодотворения нередуцированной яйцеклетки F. х ananassa (n = 56) редуцированным спермием P. anserina (n = 14). В итоге это событие исключило геномный материал лапчатки в соматических клетках сеянца. Появление анеуплоидов и партеногенетических 8х-потомков при скрещиваниях F. х ananassa х P anserina, позволяет изучать дополнительные механизмы формирования изменчивости в роде Fragaria. Репродуктивная изоляция анеуплоида, ввиду его полной стерильности, позволяет использовать его лишь как почвопокровное растение. Кроме того, его фитомасса может быть пригодна для производства ферментированных чайных напитков

Тетраплоидная кукуруза привлекает селекционеров крупными размерами зерна и початка, повышенным содержанием питательных веществ, высоким урожаем зеленой массы в сравнении с диплоидной, поэтому исследование ее биохимического состава и пищевой ценности для создания исходного селекционного материала актуально. Основной задачей работы являлось выявление различий между образцами тетраплоидной кукурузы из коллекции ВИР на уровне спектров метаболитов. Сравнение значений содержания общего сахара в зерновках, гомозиготных по гену su2, не выявило существенных различий между диплоидными и тетраплоидными генотипами, тогда как по фракциям сахаров обнаружены некоторые различия. Исследования показали, что в диплоидных зерновках отклонения от значения стандарта по содержанию общих сахаров составляют -8,2 мг/100 г, а в тетраплоидных -2,9 мг/100 г, хотя общее соотношение доминантных и рецессивных аллелей (1АА : 2аа) сохраняется одинаковым у обоих генотипов. Тетраплоидная сахарная кукуруза в сравнении с диплоидной показала большую вариабельность (CV) по содержанию в зерне белка (CV = 6,80%), крахмала (CV = 8,27%) и масла (CV = 13,3%). Выделены потенциальные доноры высокого содержания белка, крахмала и масла в зерне тетраплоидной сахарной кукурузы. Создан новый сорт тетраплоидной сахарной кукурузы Баксанская сахарная с урожайностью до 16 т/га товарных початков молочной спелости, преимущественно двухпочаткового типа. Сорт характеризуется высокими вкусовыми качествами за счет того, что его зерно содержит 16,3% белка, 63,2% крахмала и 7,5% масла. Сорт отличается устойчивостью к биотическим факторам среды. Геном тетраплоидов за счет большей, чем у диплоидов, генетической емкости обеспечивает большую вариабельность биохимического состава зерна и других селекционно ценных признаков. Создание новых, высокоурожайных гибридов сахарной кукурузы на основе тетраплоидных образцов коллекции ВИР позволит селекционерам существенно расширить генетический полиморфизм и сортимент современных селекционных достижений кукурузы, будет способствовать обеспечению качественным сырьем для пищевой и консервной промышленности.

Большой ущерб картофелеводству наносят цистообразующие нематоды, к которым относятся два вида: Globodera pallida (Stone) Behrens - объект внешнего карантина и Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens - объект внутреннего карантина в Российской Федерации. Создание сортов картофеля, устойчивых к G. rostochiensis является одним из приоритетных направлений российской селекции уже несколько десятилетий, в то время как целенаправленный поиск источников устойчивости к G. pallida в нашей стране до последнего времени фактически не проводился, поскольку данный патоген в России не выявлен, хотя обнаружен в соседних странах. Возможно­сти проведения отбора устойчивых к G. pallida генотипов с исполь­зованием традиционных фитопатологических методов предельно ограничены, поэтому информация о наличии в отечественном селек­ционном генофонде источников устойчивости к данному патогену имеет особое значение.

В статье представлены результаты молекулярного скрининга 160 сортов российской селекции и селекции стран ближнего зарубежья из коллекции ВИР на наличие аллель-специфичного маркера гена Gpa2, обеспечивающего устойчивость селекционных сортов кар­тофеля к G. pallida (патотипам Pa2/Pa3). Показано, что среди 160 сортов выборки 19 имеют диагностический фрагмент маркера гена Gpa2 - Gpa2-2. Выделенные в молекулярном скрининге 19 сортов одновременно содержали аллель-специфичные маркеры гена Rxl, контролирующего устойчивость к вирусу Х картофеля (PVX).

Геномное редактирование при использовании системы CRISPR/Cas стало прорывной технологией в области генетики и селекции растений. Из всех возделываемых культур наиболее масштабное применение этой новой технологии наблюдается на рисе. В первую очередь данный факт объясняется не только значимостью культуры, но и относительно высокой эффективностью применения к ней методов генетической трансформации. Хотя конечным результатом геномного редактирования является получение нетрансгенного растения с заданной мутацией (мутациями), неотъемлемым этапом процесса создания такой новой мутантной формы служит применение комплекса методов генетической инженерии. На сегодняшний день система CRISPR/Cas апробирована на десятках генов-мишеней риса, из которых мутации более чем в 30 генах привели к желаемому улучшению селекционно значимых свойств. Остальные эксперименты связаны, главным образом, с про­веркой функций генов, и относятся к области обратной генетики. Улучшение или приобретение новых свойств обусловлено внесением направленных мутаций в гены, влияющие на продуктивность, аромат зерна и его химический состав, сроки цветения, устойчивость к фак­торам биотического и абиотического стресса и гербицидам, а также контроль за опылением, используемый в гибридной селекции. Эти достижения рассматриваются в настоящем обзоре. Важно отметить, что в работы по улучшению сортов риса вовлечены уже около полу­сотни различных генотипов. Это создает предпосылки для широкого практического применения технологий геномного редактирования в программах по селекции риса.