Плодоводство
и виноградарство Юга России
Генетические ресурсы, сортоизучение, селекция
В последнее время в селекции растений активно развивается направление функциональной геномики, что подразумевает под собой изучение регуляции экспрессии генов, лежащих в основе хозяйственно ценных признаков. В недавние годы было показано, что различные РНК, в том числе и микро-РНК, играют важную роль, активируя или ингибируя экспрессию генов роста и развития растений, генов ответа на факторы среды. Совсем недавно было выявлено, что существует новый класс некодирующих молекул РНК – кольцевые РНК размером от 100 до 4 000 нуклеотидов, которые образуются из матричной РНК в результате бэксплайсинга. Кольцевые РНК, обладая регуляторными функциями, взаимодействуют с микроРНК, а также с матричной РНК, влияя на уровень экспрессии генов роста, развития, ответа на абиотические и биотические стрессы. В представленном обзоре проведен анализ последних данных о результатах исследований кольцевых РНК, степени изученности кольцевых РНК, их роли в растениях. Показана также специфичность их образования в зависимости от вида растительной ткани – интронного, экзонного, экзон-интронного происхождения, взаимодействие между кольцевыми РНК, микроРНК и матричной РНК с опосредованным влиянием на работу генов, а также роль в регуляции ответа на абиотические и биотические стрессы. В статье приводятся данные по алгоритму поиска кольцевых РНК растений, биоинформативному методу предсказания, специфическим кольцевым РНК риса, арабидопсиса, чая, томата, огурца, винограда, сои, арахиса, понцируса, а также данные об их регуляторной роли в ответ на стрессовые факторы среды.
К числу наиболее важных мультилокусных маркерных систем относятся ISSR маркеры, основанные на полиморфизме областей генома, расположенных между микросателлитными участками. Их эффективность в генетических работах была продемонстрирована в обширном списке исследований, в которых они были задействованы. Маркеры ISSR просты в использовании, не требуют значительных материальных затрат и методологически менее требовательны по сравнению со многими другими маркерными системами, что делает их надежными генетическими маркерами для начальных этапов исследования организмов, по которым генетическая информация отсутствует. Целью данной работы является поиск и обнаружение эффективных ISSR-маркеров для генотипирпования представителей вида P. serrulata. Показаны результаты апробации ISSR маркеров на генотипах вида P. serrulata. Исходя из качества полученного ДНК-фингерпринта, по каждому из задействованных в работе маркеров был осуществлён отбор наиболее информативных ISSR. Праймеры отобранных ISSR маркеров будут использованы для генотипирования. В результате выполненной работы на генотипах сакуры из 35 ISSR маркеров 26 дали ДНК-фрагменты при постановке ПЦР. При этом 8 маркеров из общей выборки были определены как перспективные для дальнейшей работы. В группу перспективных маркеров вошли ISSR, обладающие наибольшим количеством амплифицированных фрагментов и легко интерпритируемым видом ДНК-фингерпринтов. К данной группе отнесены: UBC 811, UBC 813, UBC 818, UBC 825, UBC 843, UBC 864, 3A59, ASSR02. Дальнейшая работа будет направлена на проведение оценки генетического полиморфизма отобранных маркеров с последующим расширением объёма анализируемой выборки образцов.
Богатство генетического инструментария даёт возможность осуществлять анализ филогении и генетического полиморфизма у исследуемых таксонов. К важным генетическим компонентам, встречающимся в большинстве геномов эукариот, можно отнести ретротранспозоны. Исходя из особенностей этих мобильных элементов генома исследование ретротранспозонов актуально для создания генетических маркеров. На данный момент распространение в генетических работах получили ДНК-маркеры, чей полиморфизм обусловлен ретротранспозонными вставками. Целью данной работы является поиск и обнаружение эффективных IRAP и ISSR маркеров для генотипирпования подвоев яблони. Исходя из качества полученного ДНК-фингерпринта, по каждому из задействованных в работе маркеров был осуществлен отбор наиболее информативных маркеров. Праймеры отобранных IRAP и ISSR маркеров будут использованы в дальнейшем для генотипирования подвоев. В результате выполненной работы на генотипах подвоев яблони из 5 IRAP маркеров 4 дали ДНК-фрагменты при постановке ПЦР. При этом 2 маркеров из общей выборки были определены как перспективные для дальнейшей работы. В группу перспективных маркеров вошли IRAP, обладающие наибольшим количеством амплифицированных фрагментов и легко интерпретируемым видом ДНК-фингерпринтов. К данной группе отнесены: Cass 1 и Сass 2. В случае апробации 8 ISSR для дальнейшей работы были отобраны 3 маркера. Дальнейшая работа будет направлена на проведение оценки генетического полиморфизма отобранных маркеров с последующим расширением объема анализируемой выборки образцов.
Объектами проводимых нами исследований были 23 новых лучших сортообразцов земляники отечественной и зарубежной селекции. Из всех возделываемых культур земляника наименее зимостойкая. Кратковременное понижение температуры в корнеобитаемом слое (до -80С) приводит к сильным повреждениям растений. Цель работы – провести комплексную оценку земляники по зимостойкости, выделить высокопродуктивные и адаптивные сорта, для формирования оптимального сортимента средней полосы Российской Федерации. Все учеты проводили согласно «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур», на базе имеющегося коллекционного фонда в Государственном научном учреждении "Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им. И.В. Мичурина". Полевой учет подмерзания растений земляники проводили перед цветением. В зависимости от генотипа степень подмерзания растений варьировала от 1 до 4 баллов. Имеющиеся повреждения негативно сказались на закладке морфоструктурных компонентов продуктивности. В результате проведенных исследований выделены высокозимостойкие и зимостойкие сорта земляники из общего числа изученных сортов. Существенное подмерзание (4 балла) отмечено у сортов земляники Коррадо и Лорд. Проведенная оценка общего состояния растений земляники в весеннее и осеннее время показала, что неблагоприятные погодные условия оказали заметное влияние на закладку генеративных почек. Отличное состояние показали сорта Берегиня, Марышка, Соловушка, хорошее состояние растений у 10 сортообразцов, слабое развитие отмечено у растений Зенга Зенгана (контроль), Роксана, Коррадо, Лорд. В результате проведенной комплексной оценки зимостойкости растений земляники выделены высокопродуктивные сорта с высокими адаптационными способностями: для любительского садоводства – Берегиня, Марышка, Соловушка; для технологического сортоизучения – Полка, Хоней.
Одним из основных приемов расширения ассортимента садовых культур является интродукция. Для Тамбовской области кизил – нетрадиционная садовая культура. При интродукции растений наиболее значимым хозяйственно-ценным признаком является урожайность. Поэтому при переносе культур и сортов в новые экологические условия наибольший интерес представляет оценка потенциальной продуктивности и особенности взаимодействия «генотип-среда». Основной целью данной работы является оценка морфоструктурных компонентов продуктивности у интродуцированных сортов кизила в изменяющихся условиях среды Тамбовской области. Исследовали 10 интродуцированных сортов кизила на базе коллекции кизила Всероссийского научно-исследовательского института садоводства им. И.В.Мичурина в 2012-2013 гг. Изучение компонентов продуктивности проводили в соответствии с программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. В результате проведенных исследований установлен высокий потенциал продуктивности у изученных сортов кизила при интродукции в Тамбовскую область. Потенциальная урожайность с 1 п.м. плодоносящей древесины составляет от 817,4 до 3170,5 г. Максимальная потенциальная урожайность установлена у сорта Волгоградский грушевидный. Этот сорт является и наиболее крупноплодным. Средний процент завязавшихся плодов за исследуемый период у изученных сортов кизила составил 6,6 %. Наибольший процент завязавшихся плодов отмечен у сортов Находка (11,8) и Волгоградский (11,0 %), средняя масса плода – 2,56 г. За исследуемый период средняя урожайность сортов кизила составила 5,1 кг. с дерева. Максимальная хозяйственная продуктивность при интродукции в Центральный Черноземный Район отмечена у сортов кизила Находка, Николка 2 и МОВИР.