ОТ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
МЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ В СЕМЕНОВОДСТВЕ И СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ
Актуальность. Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai – важная бахчевая культура. Эффективность применения методов культивирования in vitro ограничена генотип-специфичной реакцией эксплантов на состав питательных сред, что требует оптимизации протоколов для коммерчески значимых сортов. Материалы и методы. Исследовано девять сортов арбуза селекции ВИР. Использовали модификации питательной среды МС для введения в культуру in vitro, различные комбинации фитогормонов БАП, НУК, ИУК, 2,4-Д и ТДЗ для укоренения, каллусообразования и регенерации. Статистический анализ выполнен с использованием точного теста Фишера (p<0,05). Результаты и обсуждение. Безгормональные питательные среды обеспечили до 88% введения в культуру in vitro жизнеспособных эксплантов. На средах с НУК укоренение достигало 70-88%. Оптимальная индукция каллуса (до 100%) наблюдалась на среде с 0,5 мг/л БАП и 0,1 мг/л 2,4-Д, регенерация – на среде с 1 мг/л БАП и 0,1 мг/л НУК. Заключение. Оптимизированы этапы культивирования эксплантов in vitro для различных сортов арбуза, что обеспечивает высокую эффективность введения в культуру, каллусообразования и регенерации, создавая основу для последующих биотехнологических исследований.
ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКИ
Актуальность. Груша (Pyrus L.) – одна из важнейших плодовых культур, широко распространённых в мире. При этом в Европе и исторически с ней связанных странах (США, Австралия) выращиваются сорта одного одомашненного вида Pyrus communis L., а в азиатском регионе (Китай, Корея, Япония, Дальний Восток) культурные сорта создавались на базе отдельных ботанических видов, прежде всего P. pyrifolia (Burm.fil.) Nakai, P. bretschneideri Rehder., P. ussuriensis Maxim. и P. × sinkiangensis T.T. Yu. Одним из важнейших центров формирования сортимента груши европейской считают кавказский регион. Сосредоточение на Кавказе большого числа видов с перекрывающимися ареалами способствовало интенсивной межвидовой гибридизации и появлению полигибридных форм, которые могли использоваться в народной селекции. Коммерческое выращивание груши сталкивается с рядом трудностей, среди которых не последнее место занимает самонесовместимость сортов. Гаметофитная самонесовместимость у груши контролируется S-локусом, который включает в себя ген S-RNase и множество генов SFBB. Эти гены отличаются высоким уровнем полиморфизма, поэтому изучение S-локуса может быть применено не только для подбора опылителей в коммерческих садах груши, но и для молекулярного S-генотипирования. Целью данной работы была характеристика коллекции груши, поддерживаемой на Майкопской ОС – филиале ВИР, и прежде всего местных стародавних сортов кавказского и крымского происхождения, при помощи различных систем маркеров аллелей S-локуса. Материалы и методы: изучена выборка, состоящая из 194 образцов, включающая 182 сорта и четыре гибридные формы из коллекции Майкопской опытной станции – филиала ВИР, а также восьми образцов, собранных в рамках экспедиции ВИР по Северному Кавказу в 2022 году. Основными анализируемыми группами были сорта европейской селекции (49) и селекционных учреждений Кавказа (63), местные кавказские сорта (46) и группа крымских сортов (13). В работе были использованы консенсусные PycomC1/PycomC5 и аллель-специфичные праймеры, подобранные по данным из литературы. Результаты: при помощи обеих систем молекулярных маркеров нам удалось дифференцировать в выборке 25 различных аллелей S-локуса. Семь аллелей (S101, S102, S103, S104-1, S104-2, S108 и S122) присутствовали в выборке с частотой ≥ 10%, различия между частотами некоторых из них были статистически значимыми в группах местных кавказских, европейских и крымских сортов. Также данные группы различались по наличию редких и уникальных аллелей и по присутствию большого количества триплоидных форм. Заключение: в результате молекулярного скрининга значительной выборки образцов груши различного происхождения было установлено аллельное разнообразие S-локуса и выявлено своеобразие сортов народной селекции Кавказа и Крыма. Местные сорта с оригинальным профилем S-аллелей могут являться ценным материалом для селекции.
Актуальность. Слива домашняя Prunus domestica L., алыча Prunus cerasifera Ehrh. и терн Prunus spinosa L. относятся к секции Prunus подрода Prunophora (Neck. ex Spach) Focke рода Prunus L. Считается, что вид P. domestica произошел за счет гибридизации алычи и терна, однако из-за фенотипической разнородности сливы домашней, наличия широкого спектра вариаций и переходных форм, а также сложного гексаплоидного генома вопрос его происхождения до сих пор остается предметом споров. Для углубленного изучения филогенетических взаимоотношений в настоящее время широко применяют анализ полиморфизма пластидного генома с использованием технологий молекулярного маркирования и ДНК-штрихкодирования. В данном исследовании мы поставили себе целью разработать набор CAPS-маркеров для быстрого анализа полиморфизма последовательностей пластидной ДНК у представителей секции Prunus. Материалы и методы: На основе анализа последовательности хлДНК Prunus cerasifera var. pissardii (Carrière) L.H. Bailey была разработана 21 пара пластидоспецифичных праймеров. Также были задействованы праймеры, использовавшиеся раннее для анализа хлДНК у других видов семейства Розовые, а именно у представителей рода Rubus L. Для апробации праймеров и подбора рестриктаз использовали выборку, состоящую из семи образцов P. cerasifera, четырех сортов P. domestica, четырех образцов терна P. spinosa и одного сорта гибридного вида Prunus×rossica Eremin. Результаты: Нами разработано 10 потенциальных CAPS-маркеров (комбинаций праймер/рестриктаза), дающих наиболее наглядную картину полиморфизма сайтов пластидной ДНК у образцов сливы домашней, алычи и терна. Для подтверждения диагностической ценности отобранных CAPS-маркеров проведен анализ экспериментальной выборки образцов косточковых культур из коллекции ВИР, в которую входили 19 сортов P. domestica, 16 образцов P. spinosa, семь сортов P. cerasifera и один гибрид с участием сливы китайской Prunus salicina Lindl. У использованных в работе CAPS-маркеров выявлен разный уровень детектируемого полиморфизма, большая часть маркеров давала от трех до пяти вариантов рестрикционных профилей, наиболее полиморфным оказался район petN/psbM (маркер RubPlast9/TaqI) – девять спектров рестрикционных фрагментов. Сочетания различных рестрикционных профилей одного образца расценивали как гаплотип его хлДНК, всего в относительно небольшой выборке в 43 образца было выявлено 20 гаплотипов. Заключение. Таким образом, разработанные нами CAPS-маркеры позволяют эффективно анализировать полиморфизм пластомов косточковых культур. В дальнейшем эти маркеры будут использованы для изучения расширенных выборок образцов сливы домашней, алычи и терна и исследования взаимосвязей между данными видами.
В Гербарии культурных растений мира, их диких родичей и сорных растений (WIR) Федерального исследовательского центра Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) хранится крупнейшая в России коллекция исторических образцов культурных видов картофеля. Образцы этой коллекции были собраны в 1925-1928 годах С.В. Юзепчуком и С.М. Букасовым – членами организованной Н.И. Вавиловым экспедиции в страны Латинской Америки. Этот материал представляет несомненный интерес для молекулярно-генетических исследований. В то же время, существует ряд методических ограничений, обусловленных различной степенью деградации ДНК растений, длительное время сохраняемых в гербарных коллекциях. Оригинальный набор ПЦР-маркеров, специфичных к разным локусам пластидной ДНК, разработанный японскими исследователями K. Hosaka и R. Sanetomo (2012), широко используется для исследований генетического разнообразия и происхождения культурных видов картофеля, сохраняемых в полевых и in vitro коллекциях разных генбанков. Применение данного набора в полном объеме для детекции разных типов хлоропластной ДНК (хлДНК) у длительно хранящихся гербарных образцов проблематично, поскольку в случае маркера А размер диагностического фрагмента превышает 1000 пн. В настоящей работе были разработаны новые праймеры А494 для детекции А-типа пластидной ДНК у ~100-летних гербарных образцов культурных видов картофеля. Результативность применения праймеров А494, с использованием которых ампликоны ожидаемого размера были получены для 22 из 25 гербарных образцов, была достоверно выше в сравнении с результатами, полученными с праймерами А из набора Hosaka и Sanetomo (2012) – ампликоны ожидаемого размера получены для пяти из 25 образцов. Расширенный набор маркеров для детекции различных типов хлДНК будет использован в дальнейшем для изучения исторической коллекции культурных видов картофеля, хранящейся в гербарии ВИР.
СОХРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ
Актуальность. Перспективной стратегией для долгосрочного хранения видового и сортового генетического разнообразия рябины в контролируемых условиях среды является криоконсервация, позволяющая минимизировать риск генетических изменений у образцов, сохраняемых в жидком азоте. В то же время известно всего лишь несколько работ по криоконсервации единичных образцов рябины. Задачей настоящей работы являлась криоконсервация шести сортов рябины отечественной селекции и передача их на длительное хранение в криобанк ВИР. Материалы и методы. Для криоконсервации были использованы образцы сортов рябины из коллекции in vitro ВИР: ‘Алая крупная’, ‘Бурка’, ‘Гранатная’, ‘Красная крупная’, ‘Сорбинка’ и ‘Титан’, включая два сорта селекции И.В. Мичурина. Криоконсервацию апексов микрорастений проводили методом дроплет-витрификации, модифицированным в ВИР. Результаты и обсуждение. Уровень посткриогенной регенерации шести сортов рябины в контрольных вариантах опытов варьировала от 53% (‘Гранатная’) до 97% (‘Алая крупная’). Длительность культивирования разных образцов в коллекции in vitro, которое варьировало от двух до 17 лет, существенно не влияла на уровень их посткриогенной регенерации. В криобанк ВИР на длительное хранение заложены образцы шести сортов рябины в количестве 90 апексов на образец. Заключение. Метод дроплет-витрификации, модифицированный в ВИР, показал высокую эффективность при криоконсервации образцов рябины. В криобанк ВИР заложены шесть сортов рябины с посткриогенной регенерацией 53-97%. Планируется дальнейшее увеличение криоколлекции образцов рябины.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Александру Владимировичу Кильчевскому, доктору биологических наук, профессору, заслуженному деятелю науки Республики Беларусь, председателю Белорусского общества генетиков и селекционеров (БОГиС), лауреату Премий НАН Беларуси и Премии союзного государства, академику Национальной академии наук (НАН) Беларуси, талантливому ученому в области генетики и биотехнологии, известному в стране и за ее пределами, лидеру белорусской научной школы в области генетики, геномики, биотехнологии и селекции растений, заместителю председателя Президиума НАН Беларуси, 17 августа 2025 г. исполнилось 70 лет. Им впервые в стране в Белорусской государственной сельскохозяйственной академии (БГСХА) создана кафедра биотехнологии и биотехнологический центр; выявлены основные закономерности взаимоотношений генотип-среда, проявляющиеся на разных этапах селекции; разработаны принципы и методы экологической селекции растений с использованием современных биотехнологических подходов, направленные на создание высокопродуктивных и экологически устойчивых сортов растений; разработаны методы маркер-ассоциированной селекции овощных пасленовых культур; созданы в соавторстве 79 районированных в Беларуси сортов растений, среди которых 57 сортов томата и 18 сортов перца. Результаты его научных исследований опубликованы более чем в 800 научных работах, в том числе в 10 монографиях, четырех книгах и учебниках. Под руководством А.В. Кильчевского защищены четыре докторские и 22 кандидатские научные работы, создан Национальный координационный центр биобезопасности, Республиканский центр геномных биотехнологий; Республиканский банк ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов, Республиканский центр изучения микробиома. Его заслуги признаны как в стране, так и за рубежом. Академик А.В. Кильчевский – член Президиума Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь, член правления Фонда фундаментальных исследований Республики Беларусь, почетный доктор БГСХА, почетный профессор Варминско-Мазурского университета в Ольштыне (Польша), почетный член Европейской биотехнологической ассоциации. Александр Владимирович награжден медалью Франциска Скорины, медалью НАН Беларуси «За достижения в науке», медалью имени академика И.В. Курчатова I степени и медалью имени академика Н.И. Вавилова, почетными грамотами республиканских и зарубежных ведомств.
ISSN 2658-6258 (Online)






















