Научный архив: статьи

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.

Четвертый научный форум «Генетические ресурсы России» состоялся в Санкт-Петербурге 12-15 мая 2026 года на базе Санкт-Петербургского отделения Российской академии наук и под эгидой Вавиловского общества генетиков и селекционеров. Структура Форума включила шесть пленарных сессий и круглых столов, а также два параллельных научных мероприятия, постерные сессии. В рамках Форума также прошло заседание Научного совета Отделения биологических наук РАН по биологическим (биоресурсным) коллекциям. Участниками Форума стали более 300 исследователей из Санкт-Петербурга, Москвы, Новосибирска, Владивостока, Тюмени, Уфы, Якутска, Петрозаводска, Курска, Ялты, Саратова, Красноярска, Сочи, Минска и других городов. В течение четырех дней ученые из 29 регионов России, а также Республики Беларусь, представили научному сообществу более сотни докладов, охвативших широкий спектр тем – от технологий работы с генетическими ресурсами до их роли для активного долголетия и биоэкономики. На мероприятиях Форума были детально обсуждены результаты исследований и проблемные вопросы по следующим направлениям: сохранение биологического разнообразия, генетические ресурсы для активного долголетия, генетические ресурсы для биоэкономики, правовые и этические вопросы работы с биологическими коллекциями, подготовка кадров для работы с биологическими коллекциями, гербарная и музейная геномика. Результаты этих обсуждений представлены в настоящей публикации в виде резолюции Форума.

В 2024 году был принят Федеральный закон «О биоресурсных центрах и биологических (биоресурсных) коллекциях и о внесении изменений в статью 29 Федерального закона «О животном мире» (№ 428-ФЗ от 30.11.2024), который на национальном уровне закрепил юридически понятия «биологическая (биоресурсная) коллекция», «биоресурсный центр», «национальная коллекция особо ценных образцов генетических ресурсов» – понятийный аппарат закона насчитывает 21 пункт. В настоящей публикации мы предлагаем расширение понятийного аппарата в сфере создания, формирования, сохранения, развития, изучения и использования коллекций генетических ресурсов растений (одного из типов коллекций, обозначенных в статье 13 данного закона). Некоторые из предлагаемых определений универсальны и подходят для других типов коллекций. Работа с понятийным аппаратом проведена на основе опыта деятельности с коллекцией ВИР (старейшей коллекцией генетических ресурсов в мире) и в рамках развития этой деятельности уже на площадке Национального центра генетических ресурсов растений, образованного на базе ВИР Указом Президента Российской Федерации в 2022 году. Предлагаемый понятийный аппарат обосновывается в настоящей статье и подкрепляется иллюстративными примерами. Особый акцент делается на разъяснении понятий, касающихся ценности образцов, на значимости структурирования коллекции для эффективного обеспечения текущих потребностей, имеющихся в научной, научнотехнической и (или) образовательной деятельности.

В настоящей публикации кратко представлена стратегия развития научного кадрового потенциала в области создания, формирования, сохранения, развития, изучения и использования коллекций генетических ресурсов растений (далее – Стратегия), реализуемая в Федеральном исследовательском центре Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР) и получившая новый импульс в рамках Программы развития созданного Указом Президента Российской Федерации Национального центра генетических ресурсов растений. Описываются основные цели, задачи, направления и инструменты реализации Стратегии, обсуждаются нематериальные стимулы привлечения и закрепления молодых научных кадров в указанной сфере, среди них – наставничество, наличие в организации научной школы, возможность сотрудничать в междисциплинарных командах и др. Особое внимание уделяется научной школе ВИР. Приводятся конкретные примеры реализации Стратегии.

Цифровая генетическая информация, относящаяся к образцам генетических ресурсов, признана на международном уровне важным фактором экономики. Эффективное использование генетической информации и самого физического носителя этой информации, материалов образца, возможно при полноте сопутствующих образцу данных – паспортных, описательных и оценочных. Этот свод информации одновременно является и результатом труда многих поколений ученых, и ценнейшим ресурсом, позволяющим планировать и проводить современные высокотехнологичные исследования наиболее результативно. Разработка эталонных подходов к документированию генетических ресурсов растений на разных этапах научного и методического развития всегда была приоритетом в деятельности с Коллекцией мировых генетических ресурсов культурных растений и их диких родичей (Коллекцией ВИР) – старейшей и одной из крупнейших в мире по ботаническому, генетическому, географическому и экологическому разнообразию входящих в нее образцов. На современном этапе сочетания подходов цифровизации и генетических технологий тема документирования информации об образцах коллекций генетических ресурсов растений получила свое развитие в рамках программы Национального центра генетических ресурсов растений, образованного на базе ВИР Указом Президента Российской Федерации в 2022 году. В программе центра выделено отдельное направление «Цифровизация», реализация задач в рамках которого отвечает установленному федеральным законодательством требованию в части генетических ресурсов растений о ведении национальных каталогов особо ценных образцов генетических ресурсов, каталогов биологических (биоресурсных) коллекций, а также реестра национальных коллекций особо ценных образцов генетических ресурсов и биологических (биоресурсных) коллекций посредством государственной информационной системы в области генетической информации «Национальная база генетической информации» (ГИС НБГИ). Цель настоящего исследования – проанализировать опыт документирования комплексной информации об образцах генетических ресурсов растений в контексте сегодняшних задач в сфере создания, формирования, сохранения, развития, изучения и использования коллекций этого типа.

Цель настоящего исследования – провести сравнительный анализ и представить, как трансформировалась в научно-технологическом, организационном и регуляторном контекстах деятельность с коллекциями генетических ресурсов растений с момента создания первой такой коллекции в мире (Коллекция ВИР/ Вавиловская коллекция) и до сегодняшнего дня, когда в России в соответствии с действующим законодательством формируется единая Национальная коллекция генетических ресурсов растений. В статье выделяются и анализируются четыре основных этапа (1894-1920, 1921-1991, 1992-2021 годы, 2022 – настоящее время), начало каждого из которых отмечено появлением новых социальных и экономических вызовов для страны и для науки, что нашло отражение и в научной деятельности в области создания, формирования, сохранения, развития, изучения и использования коллекций генетических ресурсов растений. Всякий раз преобразования – организационные, нормативные, методические, возникавшие в ответ на экономические и технологические стимулы, в итоге содействовали не только внутреннему развитию в указанной сфере, но вносили свой вклад в научно-технологическое и общественно-экономическое развитие нашей страны и находили отклик в мировой науке и практике.

За последние 5 лет предприняты беспрецедентные организационные и регуляторные меры в области создания, формирования, сохранения, развития, изучения и использования биологических (биоресурсных) коллекций, а также создания и функционирования биоресурсных центров. Разработан и принят специальный федеральный закон, регулирующий отношения в данной сфере, сформирован нормативный контур в виде 16 подзаконных актов: 9 постановлений Правительства Российской Федерации и 7 приказов Минобрнауки России. Указами Президента Российской Федерации образованы четыре национальных центра генетических ресурсов. На базе научных учреждений выделен 81 биоресурсный центр. В статье предпринятые меры рассматриваются через призму коллекций генетических ресурсов, отмечается роль данных коллекций в контексте цикла «5-Био» (Биоразнообразие – Биоресурсы – Биоинформатика – Биотехнология – Биоэкономика). Отдельное внимание уделяется рассмотрению вопросов учета биологических коллекций, функциональной связи создаваемых для этого модулей на базе государственной информационной системы «Национальная база генетической информации», с массивом цифровых данных нуклеотидных последовательностей. Рассматривается функциональная структура нормативного контура в сфере создания, формирования, сохранения, развития, изучения и использования биологических (биоресурсных) коллекций, вопросы регулирования доступа к материалам коллекций. Отмечается, что предпринятые организационные и регуляторные меры служат достижению стратегических целей и приоритетных задач в развитии научной и технологической деятельности, обозначенных в Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, и достижению национальных целей развития.

12 февраля 2024 г. исполнилось 90 лет выдающемуся советскому и российскому ученому, доктору биологических наук, профессору, академику Российской академии наук Владимиру Константиновичу Шумному. В. К. Шумный - известный ученый в области генетики и генетических основ селекции растений, крупный организатор биологической науки в Сибири. В данной статье кратко описаны основные научные направления и результаты, полученные в отделе генетики растений Института цитологии и генетики СО РАН под руководством В. К. Шумного.

Для ускорения получения новых сортов мягкой пшеницы, накапливающих антоциановые соединения в зерне, ранее нами разработаны внутригенные ДНК-маркеры к регуляторным генам Pp и Ba, контролирующим биосинтез антоцианов в перикарпе и алейроновом слое зерновки соответственно. В настоящей работе эти маркеры совместно со сцепленными с целевыми микросателлитными маркерами апробированы при создании линий мягкой пшеницы на основе сорта Элемент 22 и селекционной линии BW49880, накапливающих антоцианы в перикарпе, алейроне и в обоих перечисленных слоях зерновки одновременно. В качестве доноров антоциановой пигментации использованы изогенные линии с окрашенными зерновками, созданные ранее на генетическом фоне сорта Саратовская 29. Оценено суммарное содержание антоцианов в цельнозерновой муке данных линий. Этот показатель зависел от генотипа, увеличиваясь в ряду: краснозерный < фиолетовозерный < голубозерный < чернозерный; за исключением фиолетовозерной линии, полученной на основе BW49880 (накапливающей одновременно Zn) и достоверно не отличавшейся от чернозерных линий. Обсуждается применение полученных линий в качестве перспективных доноров генов биосинтеза антоцианов для создания новых сортов пшеницы с повышенным содержанием антоцианов.