Статья: ВСТУПИТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ (2026)

Изучение коллекций генетических ресурсов привело к разработке современных методов биотехнологии. В наше время в условиях накопления больших геномных и омиксных данных биологические коллекции имеют огромное значение для развития персонализированных подходов в медицине и питании. Междисциплинарные комплексные исследования в области здорового питания, базируясь на классической нутрициологии и диетологии, охватывают сегодня нутриогеномику человека с применением омиксных подходов, нутрициологические и нутриогеномные эксперименты на модельных животных, нутрициологическое фенотипирование генетических ресурсов растений наряду с их биохимическим и метаболомным анализом, а также наукоемкие способы переработки растительного сырья. Подчеркивается, что такой комплексный подход не только является основой важных разработок в сфере персонализированного питания, но и создает перспективу персонализированной селекции растений для рациона человека. Делается акцент на изучении генетических ресурсов культурных растений с геропротекторными свойствами и на значимости биофортификации сортов растений, из которых производят повседневные продукты питания.

Применение современных агробиотехнологических методов позволяет получать качественно новые высокорентабельные сорта актинидии с повышенным содержанием биологически активных веществ. Достижение подобных результатов возможно при комплексном изучении генетических ресурсов растений коллекции ВИР, в том числе и в асептических условиях in vitro. В этой связи актуальным является изучение вопросов индукции каллусогенеза с последующей пролиферацией у перспективных сортов Actinidia chinensis var. deliciosa (A. Chev.) C. F. Liang & A. R. Ferguson в условиях in vitro с целью их сохранения для дальнейшей селекции. Материалы и методы. Объектами исследования стали четыре сорта A. chinensis var. deliciosa коллекции ВИР ‘Hayward’, ‘Bruno’, ‘Monty’, ‘Allison’. В качестве эксплантов для введения в условия in vitro использовали молодые побеги проростков, выращенных в культуральных сосудах в условии климатической камеры. На данном этапе использовали три стерилизующих вещества. Побеги вводили в пробирки с питательной средой по прописи Мурасиге и Скуга (МС). На десятые сутки производили учет эффективности введения в культуру при стерилизации различными видами веществ. Для индукции каллусогенеза использовали листовые сегменты с микрорастений актинидии, которые помещали на питательную среду МС с различным сочетанием регуляторов роста. Для изучения эффективности препарата 3-гидрокситетрагидрофурана (рифтал), регулятора роста растений, был заложен опыт, в котором стабильно растущий каллус был пересажен на четыре варианта питательной среды МС с добавлением 1 мл/л препарата различной концентрации. Непосредственно для индукции органогенеза использовали каллус сортов актинидии, поддерживаемый в течение трех лет. Результаты и обсуждение. Наилучший результат с точки зрения эффективности стерилизации и жизнеспособности эксплантов показал вариант стерилизации побегов 10%-ным раствором «Белизны», универсальным моющим, дезинфицирующим и отбеливающим средством. Образование первичного каллуса отмечено на всех вариантах питательных сред для индукции каллусогенеза. При последующем культивировании каллусной ткани на питательных средах МС, содержащих 2,4-Д в своем составе, отмечено образование рыхлого, водянистого, бесхлорофилльного каллуса. В опыте по изучению влияния рифтала отмечен стабильный рост каллуса на всех вариантах питательных сред и зафиксировано образование корней у сортов ‘Hayward’, ‘Allison’, ‘Bruno’. Отмечен органогенез в каллусной ткани у всех изучаемых сортов. Заключение. Оценка регенерационного потенциала A. deliciosa у сортов ‘Hayward’, ‘Allison’, ‘Bruno’, ‘Monty’, позволила выявить сорта ‘Hayward’ и ‘Allison’ с наибольшим количеством регенерантов на органогенный каллус: 2,2 и 3,7 соответственно. Полученные результаты послужат основой для интенсификации селекционного процесса представителей рода Actinidia с применением современных молекулярно-генетических и биотехнологических методов, в том числе и с помощью геномного редактирования CRISPR/Cas.

Криоконсервация является эффективным методом долгосрочного сохранения образцов растений. Криоколлекции образцов рода Rubus представлены в единичных зарубежных генбанках, в которых сортов малины российской селекции практически нет. Подавляющее число работ по криоконсервации образцов рода Rubus основано на использовании в качестве эксплантов апексов in vitro растений. Коллекция in vitro образцов рода Rubus в Федеральном исследовательском центре Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР) включает 160 образцов, в их числе 79 отечественных селекционных сортов малины. Образцы малины из in vitro коллекции закладываются на долгосрочное хранение в криобанк ВИР с 2017 года. Задача данной работы заключалась в криоконсервации и закладке на длительное хранение 11 российских сортов из in vitro коллекции ВИР и обобщении данных обо всей криоколлекции сортов малины Rubus idaeus L., включающей в настоящее время 27 образцов, хранящихся в криобанке ВИР. Материалы и методы. Образцы современных сортов малины, полученные из пяти российских селекцентров, были введены в коллекцию in vitro ВИР. Криоконсервацию апексов микрорастений проводили модифицированным в ВИР методом дроплет-витрификации. Для статистической обработки данных использовали дисперсионный анализ и анализ главных компонент. Результаты и обсуждение. В культуру in vitro были введены 11 сортов малины российской селекции для которых была проведена криоконсервация. Показатели посткриогенной регенерации у этих образцов варьировали от 27 до 65%. В настоящее время вся криоколлекция сортов малины, сохраняемая в криобанке ВИР, насчитывает 27 сортов с показателями посткриогенной регенерации, варьирующими от 24 до 89%. С помощью анализа главных компонент криоколлекция была разделена на группы сортов по их реакции на погружение в жидкий азот в контрольных экспериментах. Заключение. Криоколлекция образцов малины, хранящаяся в криобанке ВИР, была пополнена 11 сортами. В настоящее время состав криоколлекции включает 23 селекционных сорта и четыре сорта народной селекции. Все 27 сортов были заложены на долгосрочное хранение в криобанк ВИР из расчета как минимум 90 эксплантов на образец.

S-локус, контролирующий систему гаметофитной несовместимости у видов семейства Розовые, отличается высокой степенью аллельного разнообразия, которое с успехом используется для S-генотипирования и молекулярной паспортизации, а также для уточнения филогенетических взаимоотношений между видами. В практическом плане изучение S-локуса важно также для выявления мутантных аллелей, приводящих к самофертильности. Недавно у сливы домашней Prunus domestica L. была установлена ассоциация данного признака с присутствием в геноме аллеля S17, и были разработаны специфичные праймеры для его идентификации. Целью нашей работы было выявление маркеров данного аллеля в выборке образцов коллекций косточковых, поддерживаемых на Майкопской опытной станции – филиале ВИР и НПБ «Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР», а также определение их эффективности в параллельном фенотипическом анализе. Материалы и методы. Молекулярный скрининг проводили с использованием праймеров, специфичных для аллеля S17, и консенсусных праймеров PruC2/PCER. Параллельно в течение двух лет (2024 и 2025 годов) образцы сливы и алычи были фенотипированы по признаку самофертильности с использованием методики, принятой в ВИР. Результаты и обсуждение. Изучена выборка из 266 образцов косточковых культур коллекции Майкопской опытной станции, из них 76 образцов алычи Prunus cerasifera Ehrh., 150 образцов сливы домашней P. domestica, один образец сливы североамериканской Prunus americana Marsh., один образец сливы канадской Prunus nigra Aiton, три образца сливы русской Prunus× rossica Erem. и 35 образцов терна Prunus spinosa L. Выявлено 16 образцов – носителей аллеля S17. Параллельно в течение двух сезонов (2024 и 2025 годов) для значительной части выборки, 124 образцов алычи и сливы домашней, оценили способность растений формировать плоды при опылении собственной пыльцой. Число самофертильных образцов у гексаплоидной сливы домашней составило 56,1%, а у алычи – только 5,9%. Данные результаты полностью согласуются с описанным в литературе явлением широкого распространения самофертильных форм среди полиплоидных организмов. При этом большинство самофертильных образцов не имели аллеля S17, то есть их самоплодность должна объясняться какими-то другими причинами. С другой стороны, почти все образцы сливы домашней с аллелем S17 оказались самофертильными. Заключение. Сопоставление результатов молекулярного скрининга и фенотипического анализа показало, что аллель S17 у сливы домашней действительно проявляет ассоциацию со свойством самосовместимости, однако у P. domestica должны существовать и другие мутантные варианты, приводящие к нарушению механизмов деградации собственных пыльцевых трубок. У диплоидной алычи такой ассоциации не наблюдается. Выявленные в процессе анализа самофертильные образцы с маркерами аллеля S17, представляют большой интерес для селекции, поскольку их можно непосредственно использовать в маркер-вспомогательном отборе.

Бурая ржавчина Puccinia triticina Eriks. мягкой пшеницы является одной из наиболее вредоносных болезней в условиях умеренного климата Российской Федерации, вызывая значительные потери урожая и снижение качества зерна. В связи с этим актуальной задачей является оценка устойчивости сортов и разнообразия Lr-генов у татарстанских сортов пшеницы. Наибольший интерес представляют гены Lr9, Lr19, Lr24, Lr26, Lr34, Lr37/Yr17/Sr38 и Lr46, обеспечивающие устойчивость на различных стадиях развития растений. Целью исследования являлась комплексная оценка устойчивости к бурой ржавчине сортов яровой мягкой пшеницы татарстанской селекции с использованием полевых и молекулярно-генетических методов. Материалы и методы. Устойчивость 15 сортов оценивали в полевых условиях в 2023-2025 годах на экспериментальной базе Татарского НИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН по степени поражения флагового и предфлагового листьев. Идентификацию генов устойчивости проводили с использованием диагностических ДНК-маркеров, ассоциированных с шестью Lr-генами. Результаты и обсуждение. Наиболее устойчивыми в полевых условиях оказались сорта ‘Наставник’, ‘Хазинэ’ и ‘Чистопольская’, характеризующиеся наличием комбинаций Lr9+Lr24+Lr46, Lr19+Lr24 и Lr9+Lr24+Lr34 соответственно. Средний уровень устойчивости (индекс устойчивости 0,4-0,6) в эпифитотийный год имели сорта ‘Аль Варис’, ‘Балкыш’, ‘Буляк’ и ‘Сакара’. Показано, что высокая и долговременная устойчивость формируется за счёт сочетания расоспецифичных и возрастных генов. Полученные данные указывают на различия в информативности и специфичности молекулярных маркеров, использованных для оценки устойчивости сортов. Заключение. Проявление устойчивости в полевых условиях определяется генетическим фоном сорта, агроклиматическими условиями и расовым составом возбудителя. Результаты исследования могут быть использованы для целенаправленного отбора исходного материала и реализации стратегии пирамидирования генов устойчивости в селекционных программах яровой пшеницы.

Вигна китайская Vigna unguiculata (L.) Walp. издавна культивируется в Африке, юго-восточной Азии и Америке. Семена V. unguiculata известны своими вкусовыми качествами и содержат высокое количество белков, углеводов, макро- и микроэлементов, биологически активных соединений. Отмечаются антиоксидантные, антиканцерогенные и антибактериальные свойства культуры. Продукты, приготовленные из семян и бобов V. unguiculata, обладают диетической ценностью и входят в рационы питания людей, заботящихся о своем здоровье. Целью работы являлось определение питательной ценности образцов V. unguiculata из коллекции ВИР разного эколого-географического происхождения и имеющих разную окраску семенной кожуры. Материалы и методы. Для исследования были подобраны 39 образцов из коллекции ВИР. Изучали содержание белка, крахмала, антоцианов, каротиноидов, β-каротина и хлорофиллов в семенах. Количество антоцианов в семенах определяли в спиртовых экстрактах спектрофотометрическим методом, белка – по Кьельдалю, крахмала – по Эверсу, хлорофиллы, каротиноиды и β-каротин – спектрофотометрическим методом. Результаты. Диапазон варьирования количества антоцианов в семенах достаточно широк: от 1,8 до 404,4 мг%. Наиболее высокие показатели отмечены у семян с чёрной окраской (124,3-404,4 мг%), меньшие – у белосемянных (1,8-3,9 мг%). Содержание общего белка находилось в пределах 18,8-30,5%, крахмала – 42,6-57,1%, хлорофиллов a и b – от 0,13 до 3,7 мг%. Каротиноиды и β-каротин обнаружены в минимальных количествах: 0,07- 0,72 мг% и 0,01-0,14 мг% соответственно. Заключение. В нашем опыте содержание антоциана в семенах влияло на цвет семенной кожуры, но не оказывало воздействие на показатели белка, крахмала, каротиноидов и β-каротина. Также наблюдалась достоверная ассоциация между содержанием каротиноидов в семенах и эколого-географическим происхождение образца. Выявлена положительные корреляции (r>0,8) между содержанием хлорофиллов и β-каротина, между β-каротином и каротиноидами, отрицательная – между содержанием крахмала и белка (r= –0,81). Лучшую питательную ценность по комплексу изученных признаков имели образцы к-1738 ‘Сибирский размер’ (Россия) и к-567 (Индия).