Эвкалипт Eucalyptus L’Hér. spp. является одной из наиболее важных плантационных древесных культур в мире. Настоящая работа представляет собой обзор современных биотехнологических подходов к его улучшению. Ключевые преимущества эвкалипта включают высокую продуктивность, быстрый рост и широкое хозяйственное применение – от производства целлюлозы и пиломатериалов до получения эфирных масел и секвестрации углерода, а также способность адаптироваться к разнообразным почвенно-климатическим условиям и интенсивно накапливать биомассу. Однако традиционная селекция древесных пород ограничена длительными циклами размножения, высокой гетерозиготностью и сложностью прогнозирования хозяйственно ценных признаков, что делает молекулярно-генетические подходы стратегически важным инструментом ускоренной селекции эвкалипта. Коммерческое внедрение генетически модифицированного эвкалипта наиболее активно развивается в Бразилии – на сегодняшний день это единственная страна, где такие линии разрешены для промышленного выращивания. Созданы растения с повышенной продуктивностью древесины (H421), растения с устойчивостью к гербициду глифосату благодаря введению гена cp4 epsps, а также линии, экспрессирующие гены инсектицидных Bt-белков, нарушающих функционирование кишечного эпителия насекомых и тем самым обеспечивающие защиту от чешуекрылых вредителей. Использование таких генетических модификаций повышает стабильность плантаций, снижает потери биомассы и способствует увеличению экономической эффективности лесного производства. Дополнительные возможности открывают методы молекулярной селекции, микроклонального размножения и редактирования генома с применением технологий CRISPR/Cas, обеспечивающие более точечное изменение генетического материала. В обзоре также рассматриваются перспективы использования «метаболической инженерии» для повышения фармакологической ценности эфирных масел. Развитие этих подходов требует совершенствования протоколов трансформации и регенерации эвкалипта, а также комплексной оценки экологических рисков и нормативно-правовых аспектов использования генетически модифицированных деревьев. Совокупность биотехнологических методов формирует основу для создания высокопродуктивных, устойчивых и адаптированных форм эвкалипта, отвечающих современным требованиям устойчивого лесного хозяйства и рационального природопользования. Таким образом, генная инженерия представляет собой стратегический инструмент для создания следующего поколения высокопродуктивных и устойчивых эвкалиптовых плантаций, однако ее развитие требует сбалансированного подхода, учитывающего научные, экологические, юридические и общественные аспекты.

Актуальность. Пасмо (септориоз) льна, вызываемое патогенным грибом Septoria linicola (Speg.) Garass, представляет собой одно из наиболее экономически вредоносных заболеваний этой культуры. Болезнь наносит значительный ущерб, приводя к существенному снижению урожайности и ухудшению качества волокна и семян. Отсутствие в производстве устойчивых сортов обуславливает высокую актуальность поиска и молекулярной идентификации генов устойчивости для их последующего использования в селекционных программах. Материалы и методы. Объектом исследования служили 46 сортов льна Linum usitatissimum L., из которых 29 относились к льну-долгунцу и 17 ‒ ко льну масличному. В работе проводили ПЦР-скрининг на наличие двух генов-кандидатов устойчивости к пасмо: Lus10003106, кодирующего рецептор-подобную киназу, участвующую в индуцированном патогенами иммунитете (PTI), и Lus10022077, кодирующего белок семейства NBS-LRR, ключевой для эффектор-индуцированного иммунитета (ETI). Амплификацию целевых фрагментов проводили методом qPCR-RT со специфичными праймерами. Результаты. В результате ПЦР-анализа ген Lus10003106 был выявлен у 18 из 29 изученных сортов льна-долгунца. Ген Lus10022077 идентифицирован у 16 сортов льна-долгунца и 11 сортов льна масличного. Молекулярный анализ показал наличие обоих исследуемых генов у 13 образцов льна-долгунца. Заключение. Проведенный скрининг позволил выявить сорта льна, у которых обнаружены соответствующие гены, ассоциированные с различными типами иммунного ответа ‒ базовым (PTI) и специфичным (ETI). Наличие целевых генов у исследуемых образцов указывает на потенциальную устойчивость к пасмо, однако требует дальнейшего подтверждения в фитопатологических исследованиях с использованием штаммов из популяции льносеющих регионов России. Данные генотипы могут представлять потенциальную ценность в качестве доноров для селекционных программ, направленных на создание сортов льна с высокой устойчивостью к патогену.

Актуальность. Поиск с помощью ДНК-маркеров генотипов с аллелями генов, определяющих высокую скрещиваемость мягкой пшеницы (МП) с рожью, а также их контролируемая передача в другие генотипы остаются пока нерешенными проблемами. Задачи данного исследования: 1) идентификация in silico новых SSR-локусов с мотивами в 3-4 пн, расположенных в участках локализации генов SKr и Kr1, контролирующих скрещиваемость МП с рожью, разработка и апробация специфичных праймеров для амплификации последовательностей в этих локусах; 2) характеристика вариабельности фрагментов ДНК в SSR-локусах в выборке из образцов гексаплоидной пшеницы; 3) определение диагностической эффективности аллелей SSR-локусов в выявлении генотипов МП с высокой/низкой скрещиваемостью с рожью, а также уточнение характера полиморфизма участков ДНК, ассоциированных с генами SKr и Kr1. Материалы и методы. Основой для исследования послужил референсный геном МП сорта ‘Chinese Spring’. Поиск SSR-локусов проводили in silico. Апробацию разработанных или взятых из литературы праймеров для выявления полиморфизма в SSR-локусах осуществляли с использованием тестовой выборки из 16 образцов МП разного географического происхождения. Для генотипирования выборки суммарно использовали 16 пар праймеров. Характеристика SSR-локусов дана на основе анализа 69 линий МП и девяти линий синтетической гексаплоидной пшеницы, из которых 51 была с высокой (25-100%) и 27 с низкой (0-9%) скрещиваемостью с рожью. Результаты. Разработаны специфичные праймеры для амплификации последовательностей 14 SSR-локусов с мотивами в 3-4 пн, находящихся в участках генома CS, в которых локализованы гены SKr и Kr1. Полиморфными оказались два локуса, ассоциированные с геном SKr, и четыре – с Kr1. Диагностической эффективностью в идентификации генотипов МП с высокой/низкой скрещиваемостью с рожью обладали аллели SSR-локуса Xvir1 (Ef=82,3%) – маркера гена SKr, а также SSR-локусов Xvir9 (Ef=66,7%) и Xvir10 (Ef=72,5%), ассоциированных с геном Kr1. Совместное использование аллелей локусов позволило точнее описать полиморфизм участков локализации генов SKr и Kr1, а также дифференцировать линии МП с учетом их географического происхождения и скрещиваемости с рожью. Заключение. Выявленные in silico новые полиморфные SSR-локусы с повторяющимися мотивами в 3-4 пнучастках локализации генов SKr и Kr1, могут быть ценным инструментом для дальнейшего позиционного клонирования этих генов. Их можно также использовать при подборе пар для скрещиваний и в контроле передачи аллелей, сопряженных с «высокой скрещиваемостью с рожью» в другие генотипы мягкой пшеницы.

Актуальность. Современный этап развития генетики и селекции картофеля характеризуется интенсификацией работ ведущих селекционных фирм по внедрению технологии получения диплоидных гибридов F₁, размножаемых ботаническими семенами. Однако широкое применение этой технологии осложняется недостатком или отсутствием в международных генетических банках образцов, необходимых для ее инициации. В Институте генетики и цитологии НАН Беларуси создана коллекция селекционного материала для проведения эффективной селекции картофеля на диплоидном уровне. Цель работы – оценить возможность и определить особенности использования этой коллекции для реализации программы маркер-опосредованной селекции диплоидных гибридов картофеля, которая стартовала в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси в 2021 году. В задачи исследования входило: оценить эффективность схем получения исходного материала для закладки диплоидных инбредных линий картофеля; отобрать по клубневой продуктивности, признакам культурного картофеля, и устойчивости к болезням и вредителям фертильные самосовместимые диплоидные клоны S₁(F₂) для последующего создания инбредных линий; получить семена самоопыленных клонов S₂(F₃). Результаты. Показано, что наиболее эффективными для закладки инбредных линий являются схемы с участием селекционно продвинутых диплоидных клонов на основе межвидовых гибридов и доноров фертильности и самосовместимости Solanum tuberosum L. Всего получено 3212 семян (36,5 семян/ягоду) от самоопыления 38 перспективных гибридов пяти схем. Отобрано для получения инбредных линий самоопыленное потомство 29 образцов диплоидного картофеля. Семена от самоопыления диплоидных клонов обладали пониженной всхожестью и слабым развитием сеянцев: в горшки с торфогрунтом высажено менее 20% возможного их количества. При уборке отобрано по признакам культурного картофеля 167 сеянцев самоопыленных клонов S₁. По результатам полевых испытаний 67 клонов S₁ из 156 (42,9%) завязали ягоды от самоопыления. Из них отобрали по признакам культурного картофеля и полевой устойчивости к фитофторозу 36 клонов (23,1%). Они ведут происхождение от 17 диплоидных клонов, несущих ДНК-маркеры ряда генов устойчивости к болезням и вредителям. Семена от их самоопыления: всего 4699 шт., из которых 4382 от клонов S₁ на основе межвидовых гибридов, будут использованы для получения и отбора самоопыленных клонов S₂. Заключение. Использованная в работе коллекция диплоидного картофеля пригодна для закладки инбредных линий. Наиболее эффективные схемы создания исходного материала – на основе межвидовых гибридов и оригинальных линий S. tuberosum доноров фертильности и самосовместимости. Получены семена от самоопыления фертильных самосовместимых клонов S₁ на основе исходных диплоидных клонов, несущих ДНК-маркеры ряда ценных для селекции генов устойчивости к болезням и вредителям.

Актуальность. Семена сои Glycine max (L.) Merr. при хранении в комнатных неконтролируемых условиях влажности и температуры воздуха быстро утрачивают всхожесть. Это определяет необходимость использования специальных приемов для сохранения коллекционных образцов. Низкотемпературное хранение (НХ) в условиях низкой влажности окружающей среды позволяет значительно дольше поддерживать высокое качество семян, однако и в таком случае часть образцов может снижать всхожесть. Это делает актуальным исследование результатов многолетнего сохранения образцов сои в Генбанке ВИР. Кроме того, важно учитывать, что от момента выемки семян из низкотемпературных хранилищ до их посева в поле может проходить несколько месяцев хранения при комнатных условиях. В работе была поставлена задача оценить динамику изменения всхожести семян сои при низкотемпературном хранении и последующем хранении в комнатных условиях. Материалы и методы. Работа выполнена на 290 образцах сои коллекции ВИР, происхождение которых охватывает практически весь ареал культивирования этой культуры. Репродукция образцов осуществлялась с 2000 по 2016 гг. на опытных станциях ВИР: Адлерской опытной станции, Кубанской опытной станции (Краснодарский край) и Дальневосточной опытной станции (Приморский край). Семена хранили в запаянных ламинированных пакетах из алюминиевой фольги при температуре –10°С. Выемка образцов из НХ выполнена весной 2022 года. Затем образцы хранились шесть месяцев в бумажных пакетах в комнатных условиях. Всхожесть семян определяли перед закладкой на хранение (G_i), сразу после выемки образцов из НХ (G₁) и после хранения в комнатных условиях(G₂). Оценивали индексы всхожести, рассчитанные по формулам: GI₁=G₁/G_i, для периода НХ и GI₂=G₂/G₁ после и хранения при комнатных условиях. Результаты. Всхожесть семян на момент закладки (G_i) составляла от 12 до 100% (медианное значение 82,0%), всхожесть после НХ (G₁) – от 5 до 97% (64,5 %) и после хранения в комнате (G₂) от 0 до 100% (47,5%). GI₁ имел значения от 0,1 до 1,4 (медианное значение 0,78), а GI₂ от 0,0 до 1,68 (0,83). GI₁ и GI₂ не имеют связи с исходными значениями всхожести (коэффициенты корреляции r=0,14 и 0,16). По показателю GI₁ лучшие результаты хранения показали семена, выращенные на Дальневосточной опытной станции: 0,83 по сравнению с 0,79 для образцов с Адлерской станции и 0,69 для образцов с Кубанской станции. Заключение. При НХ в течение 6-22 лет при температуре –10°С и последующем хранении в комнатных условиях в течение 6 месяцев медианные значения всхожести семян сои снизились на 17,5% и 17,0% соответственно. Степени изменения всхожести после НХ и хранения в комнатных условиях не связаны с исходными значениями всхожести. Разброс значений индексов всхожести после НХ (GI₁₎ и последующего хранения в комнатных условиях (GI₂) свидетельствует о том, что образцы сои различаются по реакции на хранение. Сведения о конкретных образцах могут быть использованы в дальнейшем в генетических исследованиях. Для оптимизации подготовки к посеву семян образцов после НХ рекомендуется сокращать период их хранения в комнатных условиях. Условия Дальневосточной опытной станции наиболее благоприятны для размножения образцов семян сои из коллекции ВИР с целью их последующего НХ.

Для создания устойчивых к заболеваниям сортов яблони требуется поиск источников генов резистентности и вовлечение их в селекционную работу. Проведена идентификация генов устойчивости к мучнистой росе и бактериальному ожогу у семи осенних и 18 зимних сортов яблони селекции НИИ «Жигулёвские сады». Использованы молекулярные маркеры АЕ10-375 и GE-8019 QTL FBF7 устойчивости к бактериальному ожогу, а также кодоминантный маркер АТ20 SCAR (ген Pl-1), доминантные маркеры EM DM01 (ген Pl-d) и EM М02 (ген Pl-w) устойчивости к мучнистой росе. Установлено, что гены Pl-1, Pl-w и Pl-d устойчивости к мучнистой росе в генотипе анализируемых сортов яблони отсутствуют. Показано, что хотя бы один из маркеров устойчивости к бактериальному ожогу, АЕ10-375 и/или GE-8019 QTL FBF7, присутствует в генотипе 80% анализируемых сортов. Маркер АЕ10-375 идентифицирован у 10 сортов, маркер GE-8019 у 18 сортов, то есть частота встречаемости маркера GE-8019 у анализируемых сортов яблони в 1,8 раза больше, чем маркера АЕ10-375. Сорта ‘Спартанец’, ‘Самарский Сувенир’, ‘Самарчанин’, ‘Скиф’, ‘Кутузовец’, ‘Самара’, ‘Спартак’, ‘Князь Засекин’ содержат в одном генотипе два маркера и являются потенциальными источниками устойчивости к бактериальному ожогу, которые могут быть использованы в качестве исходных форм при создании сортов яблони с повышенной адаптивностью к абиотическим и биотическим стресс-факторам для условий Поволжья.

Arabidopsis thaliana L. является классическим модельным объектом, у которого подробно описаны механизмы регуляции биосинтеза флавоноидных пигментов с участием генов AtTT2, относящихся к семейству R2R3-MYB, и AtTT8 из семейства bHLH-MYC. Актуальным остается вопрос о судьбе дуплицированных копий у аллополиплоидных видов, возникших в результате межвидовой гибридизации, удобной моделью для изучения которого является хлопчатник вида Gossypium hirsutum L. В субгеномах At и Dt G. hirsutum идентифицированы копии генов GhTT2, GhMYB10 и GhTT8, являющиеся ортологами соответствующих генов A. thaliana. В настоящей работе на основе секвенирования аллелей указанных регуляторных генов у образцов хлопчатника c контрастной окраской волокна и гипокотиля оценивается роль аллополиплоидизации в эволюции дуплицированных регуляторных генов, кодирующих компоненты MBW-комплекса: транскрипционные факторы семейств R2R3-MYB, bHLH-MYC, WD40. Для генов семейства R2R3-MYB хлопчатника выявлен асимметричный характер эволюции, при котором гены субгенома Аt эволюционируют быстрее и находятся под менее строгим очищающим отбором по сравнению с гомеологами субгенома Dt. Секвенированные последовательности впервые депонированы в международную базу данных GenBank (NCBI).

Введение. Донник Melilotus Mill. – это ценная бобовая культура с большим фитомелиоративным потенциалом. Присутствие кумаринов способствует преодолению растением неблагоприятных условий внешней среды. Однако, соединения фенольной природы, обладающие горьким вкусом и специфическим запахом, ухудшают поедаемость кормов из донника. Одно из важнейших направлений селекции донника – создание сортов с определенным содержанием кумаринов, от которого зависит их дальнейшее использование. Для отбора селекционного материала по этому признаку требуются легко воспроизводимые лабораторные методы определения кумаринов в растительном сырье. Исследовали семена шести образцов донника из коллекции ВИР. Применили модифицированную методику спектрофотометрического определения содержания кумаринов в спиртовом извлечении из измельченных семян. Количественное определение кумаринов проводили с помощью спектрофотометра UV-3000 (Китай), при длине волны 310 нм. Расчет содержания кумаринов производили на основе калибровочной кривой, построенной на растворах кумарина различной концентрации. Заключение. Разработана и опробована методика выделения и количественного определения суммы кумаринов в семенах шести образцов донника, относящихся к пяти разным видам.