Производство удвоенных гаплоидов (DH) - эффективный инструмент создания гомозиготных линий репчатого лука, которые трудно получить путем самоопыления из-за их двухлетнего цикла размножения, высокой гетерозиготности и сильной инбредной депрессии. Успешное производство и использование DH-линий в селекции все еще значительно отстает от ожиданий селекционеров из-за низкой эффективности гиногенеза у этого вида. К основным ограничениям относятся значимые различия в отзывчивости донорских материалов на индукцию гиногенеза, трудности, возникающие в процессе удвоения хромосом, и низкая выживаемость дигаплоидных линий по причине экспрессии у них летальных генов. Целью работы стала характеристика гибридов репчатого лука, полученных на основе удвоенных гибридов, по основным хозяйственно ценным признакам: форма и масса луковицы, окраска, толщина и сцепление сухих чешуй, содержание сахаров, урожайность, степень сохранности, поражение фузариозной гнилью. Удвоенные гаплоиды репчатого лука получены методом гиногенеза в лаборатории биотехнологии селекционного центра «Гавриш» на основе методических рекомендаций С. Г. Монахоса и коллег (2014). Гибриды, созданные на основе DH-линий репчатого лука, высажены в открытый грунт и выращены по общепринятой для зоны технологии на участке селекционного центра «Гавриш» (Крымск, Краснодарский край). С целью подбора высокоэффективных гибридных комбинаций и создания гибридов F1 полученные и отобранные DH-линии включали в гибридизацию с лучшими стерильными линиями. Далее полученные гибридные комбинации сравнивали с общепринятым для зоны стандартом. Установлено, что гибриды на основе DH-линий по урожайности и размеру луковиц не могут конкурировать со стандартом, урожайность всех гибридов достоверно не превышала стандарт, а масса луковицы была более чем в 1.5 раза ниже. Однако гибридные комбинации на основе DH-линий имеют более выровненные массу и форму луковицы.
Идентификаторы и классификаторы
Производство удвоенных гаплоидов (DH) – эффективный инструмент создания гомозиготных линий репчатого лука (Allium cepa L.), которые трудно получить путем самоопыления из-за их двухлетнего цикла размножения, высокой гетерозиготности и сильной инбредной депрессии. Инбредная депрессия представляет серьезную проблему для лука: влияет на рост растений, размер луковицы, количество соцветий, содержание сахара и калия в цветочном нектаре, а также жизнеспособность пыльцы и семенную продуктивность. Как правило, инбредные линии лука, полученные традиционным способом, являются гомозиготными лишь частично изза ограниченного числа циклов самоопыления вследствие негативного влияния инбредной депрессии (Jakše et al., 2010).
Список литературы
1. Ахатов А.К., Ганнибал Ф.Б., Мешков Ю.И., Джалилов Ф.С., Чижов В.Н., Игнатов А.Н., Полищук В.П., Шевченко Т.П., Борисов Б.А., Стройков Ю.М., Болошапкина О.О. Болезни и вредители овощных культур и картофеля. М.: Т-во науч. изданий КМК, 2013. EDN: UBBGID
Akhatov A.K., Hannibal F.B., Meshkov Yu.I., Jalilov F.S., Chizhov V.N., Ignatov A.N., Polishchuk V.P., Shevchenko T.P., Borisov B.A., Stroikov Yu.M., Boloshapkina O.O. Diseases and pests of vegetable crops and potatoes. Moscow: Association of Scientific Publications of the KMK Publ., 2013 (in Russian). EDN: UBBGID
2. Литвинов С.С. Научные основы современного овощеводства. М.: Россельхозакадемия, ВНИИО, 2008. EDN: VXPYYR
Litvinov S.S. Scientific foundations of modern vegetable growing. M.: Russian Agricultural Academy, VNIIO Publ., 2008 (in Russian).
3. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 2015.
Methodology of state variety testing system of agricultural crops. Moscow, 2015 (in Russian).
4. Методика проведения испытаний на отличимость, однородность и стабильность. Лук репчатый (Allium сера L.) и лук шалот (Allium ascalonicum L.). В: Официальный бюллетень Госкомиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений. 2000;7:528-547.
Methods of conducting tests for distinctness, uniformity and stability. Onion (Allium сера L.) and shallot (Allium ascalonicum L.). In: Official bulletin of the State Commission of the Russian Federation for testing and protection of breeding achievements. 2000;7:528-547 (in Russian).
5. Монахос С.Г., Монахос Г.Ф., Богданова В.Д., Ветчинкина Е.М. Создание чистых линий - удвоенных гаплоидов лука репчатого (Allium cepa L.) и селекция F1 гибридов на основе современных методов биотехнологии. Методические указания. М., 2014.
Monakhos S. G., Monakhos G.F., Bogdanova V.D., Vetchinkina E.M. Creation of pure lines - doubled onion haploids (Allium cepa L.) and selection of F1 hybrids based on modern methods of biotechnology. Methodical instructions. Moscow, 2014 (in Russian).
6. Пивоваров В.Ф. Селекция и семеноводство овощных культур М.: ВНИИССОК, 2007. EDN: QKYMCP
Pivovarov V.F. Breeding and seed production of vegetable crops. Moscow: VNIISSOK Publ., 2007 (in Russian).
7. Пивоваров В.Ф., Ершов И.И., Агафонов А.Ф. Луковые культуры. М.: ВНИИССОК, 2001. EDN: WQDCMJ
Pivovarov V.F., Ershov I.I., Agafonov A.F. Onion cultures. Moscow: VNIISSOK Publ., 2001 (in Russian).
8. Чередниченко Е.А. Подбор и создание исходного материала лука репчатого (Allium cepa L.) для Южного региона РФ: дис. … канд. с.-х. наук. М., 2022. EDN: PGBOIQ
Cherednichenko E.A. Selection and creation of the source material of onion (Allium cepa L.) for the Southern region of the Russian Federation. Cand. Agricultural Sci. Diss. Moscow, 2022 (in Russian). EDN: PGBOIQ
9. Чередниченко Е.А., Пивоваров В.Ф., Гавриш С.Ф., Першин А.Ф., Будылин М.В. Эффективность использования удвоенных гаплоидов в селекции лука репчатого (Allium cepa L.). Овощи России. 2022;(5):24-28. DOI. DOI: 10.18619/2072-9146-2022-5-24-28 EDN: TABTHO
Cherednichenko E.A., Pivovarov V.F., Gavrish S.F., Pershin A.F., Budylin M.V. Efficiency of using doubled haploids in onion breeding (Allium cepa L.). Ovoshchi Rossii = Vegetable Crops of Russia. 2022;(5):24-28. DOI. (in Russian). DOI: 10.18619/2072-9146-2022-5-24-28
10. Alan A.R. Doubled haploid onion (Allium cepa L.) production via in vitro gynogenesis. In: Segui-Simarro J.M. (Ed.). Doubled haploid technology. Methods in molecular biology. Vol. 2287. New York: Humana, 2021;151-169. DOI: 10.1007/978-1-0716-1315-3_6
11. Alan A.R., Kaska A., Aslan E., Celebi-Toprak F.C. Turkish doubled haploid onion (Allium cepa L.) lines. In: The 3rd International Symposium on EuroAsian Biodiversity, 05-08 July, 2017, Minsk, Belarus. 2017;114.
12. Badu M., Tripathy B., Gouri S.S., Anil K.J. Role of doubled haploids in vegetable crop improvement. J. Pharmacogn. Phytochem. 2017;6(6):384-389.
13. Fayos O., Vallés M.P., Garcés-Claver A. Doubled haploid production from Spanish onion (Allium cepa L.) germplasm: embryogenesis induction, plant regeneration and chromosome doubling. Front. Plant Sci. 2015;6:384. DOI: 10.3389/fpls.2015.00384
14. Fujito S., Akyol T.Y., Mukae T., Wako T., Yamashita K., Tsukazaki H., Hirakawa H., Tanaka K., Mine Y., Sato S., Shigyo M. Construction of a high-density linkage map and graphical representation of the arrangement of transcriptome-based unigene markers on the chromosomes of onion, Allium cepa L. BMC Genomics. 2021;22(1):481. DOI: 10.1186/s12864-021-07803-y EDN: HRNMSV
15. Hooghvorst I., Nogués S. Chromosome doubling methods in doubled haploid and haploid inducer-mediated genome-editing systems in major crops. Plant Cell Rep. 2021;40(2):255-270. DOI: 10.1007/s00299-020-02605-0 EDN: OKWZSH
16. Hyde P.T., Earle E.D., Mutschler M.A. Doubled haploid onion (Allium cepa L.) lines and their impact on hybrid performance. Hort. Sci. 2012;47(12):1690-1695. DOI: 10.21273/HORTSCI.47.12.1690
17. Jakše M., Hirschegger P., Bohanec B., Havey M.J. Evaluation of gynogenic responsiveness and pollen viability of selfed doubled haploid onion lines and chromosome doubling via somatic regeneration. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 2010;135(1):67-73. DOI: 10.21273/JASHS.135.1.67 EDN: NZHNSN
18. Jose M.S.S. Editorial: doubled haploidy in model and recalcitrant species. Front. Plant Sci. 2015;6:1175. DOI: 10.3389/fpls.2015.01175
19. Khar A., Singh H. Rapid methods for onion breeding. In: Gosal S., Wani S. (Eds.). Accelerated plant breeding. Vol. 2. Cham: Springer, 2020;77-99. DOI: 10.1007/978-3-030-47298-6_4
20. Khar A., Islam S., Kalia P., Bhatia R., Kumar A. Present status of haploidy research in onion (Allium cepa L.) - A review. Ind. J. Agric. Sci. 2019;89(3):396-405. DOI: 10.56093/ijas.v89i3.87608 EDN: WZFLQX
21. Khosa J.S., Lee R., Bräuning S., Lord J., Pither-Joyce M., McCallum J., Macknight R.C. Doubled haploid ‘CUDH2107’ as a reference for bulb onion (Allium cepa L.) research: development of a transcriptome catalogue and identification of transcripts associated with male fertility. PloS one. 2016;11(11):e0166568. DOI: 10.1371/journal.pone.0166568
22. Martínez L., Agüero C., López M., Galmarini C. Improvement of in vitro gynogenesis induction in onion (Allium cepa L.) using polyamines. Plant Sci. 2000;156(2):221-226. DOI: 10.1016/S0168-9452(00)00263-6
23. Murovec J., Bohanec B. Haploids and doubled haploids in plant breeding. In: Abdurakhmonov I.Y. (Ed.). Plant Breeding. InTech. 2012;87-106. DOI: 10.5772/29982
24. Seguí-Simarro J.M., Jacquier N.M.A., Widiez T. Editorial: doubled haploidy in model and recalcitrant species. Front. Plant Sci. 2015;6:1175. DOI: 10.3389/fpls.2015.01175
25. Seguí-Simarro J.M., Jacquier N.M.A., Widiez T. Overview of in vitro and in vivo doubled haploid technologies. In: Segui-Simarro J.M. (Ed.). Doubled haploid technology. Methods in molecular biology. Vol. 2287. New York: Humana, 2021;3-22. DOI: 10.1007/978-1-0716-1315-3_1
26. Singh D., Singh T., Singh R., Kumar R. Present status and future opportunities in onion research: A review. Int. J. Chem. Stud. 2018;6(1):656-665.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В условиях континентального климата сорт представляет собой важный показатель стабильности урожая. В статье дана характеристика хозяйственно ценных признаков нового сорта мягкой озимой пшеницы ( Triticum aestivum L.) - Памяти Чекурова. C 2023 г. cорт включен в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Западно-Сибирскому региону. Исследования проведены в Новосибирской области в 2016-2022 гг. Стандартом выбран районированный сорт Новосибирская 40. Так, сорт Памяти Чекурова обладает высокой потенциальной продуктивностью: характеризуется повышенной зимостойкостью и устойчивостью к полеганию за счет короткостебельности, крупным зерном и высоким коэффициентом кущения. По хлебопекарным качествам исследуемый сорт сопоставим с ценной пшеницей.
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.
Приводится описание жизненного пути, научно-организационной деятельности, преподавательской работы и основных научных достижений выдающегося ученого в области селекционно-семеноводческой работы, академика П. Л. Гончарова (1929-2016).
Исследования овощных растений в Центральном сибирском ботаническом саду (ЦСБС) начали проводиться с его организации в 1946 г. под руководством д-ра с.-х. наук, проф. Лидии Львовны Еременко. В 1940-1950-е гг. Л. Л. Еременко выполнены работы, связанные с проблемой неоднородности морфологической структуры популяций сортов овощных культур, разнокачественности побегов, цветков и семян в зависимости от условий среды. С 1953 по 1986 г. руководителем группы овощных растений была канд. с.-х. наук Л. П. Тропина. Интродукция и всестороннее изучение биологических особенностей овощных растений в Сибири стали одним из основных направлений исследований. При изучении холодостойкости отмечено появление структурных изменений хромосом, хромосомных аберраций, в том числе удвоения хромосомных наборов. Был разработан метод предпосевной закалки семян, проявляющийся ускорением роста, развития и повышением продуктивности. С 1970-х гг. в ЦСБС началась работа по изучению и интродукции видов корневищных луков. В результате этих работ составлен уточненный список видов умеренной зоны СССР, насчитывающий 116 видов, отнесенных к 12 секциям. Исследованы варианты малого жизненного цикла и ритмы морфогенеза побегов, структура ценопопуляций, а также основные пути эволюции жизненных форм в пределах подрода Rhiziridium рода Allium. В 1990-е гг. впервые разработаны методы изучения и моделирования экологической стабильности форм томата с использованием оценки количественных признаков в фазе зрелого мужского гаметофита на средах с синтетическим осмотиком ПЭГ 6000 и в спорофитном поколении. С середины 1980-х гг. выполнены скрещивания в более чем 240 комбинациях культурного томата с 13 дикорастущими видами и разновидностями с выделением устойчивых к болезням и низкой температуре форм. В 2000-е гг. селектированы и включены в Государственный реестр селекционных достижений 19 сортов томата, 7 сортов перца сладкого и F1 гибрид баклажана. Впервые в РФ включены в Госреестр сорта спаржевой вигны, кивано, момордики и бенинказы. Разработана схема оценки экологической стабильности форм томата с использованием количественных признаков в фазе зрелого мужского гаметофита и в спорофитном поколении, а также сформулированы методические основы интродукции теплолюбивых культур в Сибири.
В настоящее время вопросы документирования селекционных достижений приобретают особую актуальность. Важнейшей составляющей правильного документирования сортов служат номенклатурные стандарты. Согласно Международному кодексу номенклатуры культивируемых растений, номенклатурным стандартом считается отдельный субъект, предпочтительно гербарный образец, который наиболее полно отражает типичные таксономические признаки сорта. Сотрудники Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (ВИР) совместно с российскими селекционерами работают над созданием коллекции номенклатурных стандартов отечественных сортов. В данной публикации обнародованы номенклатурные стандарты сортов мандарина селекции Субтропического научного центра РАН: ‘Академический’ (WIR-98544), ’Князь Владимир’ (WIR-98545), ’Краснодарский 83’ (WIR-98546), ’Миллениум 1’ (WIR-98547), ’Пионер’ 80 (WIR-98549), ’Солнечный’ (WIR-98550), ’Сочинский 23’ (WIR-98555) и ’Черноморский’ (WIR-98559). Номенклатурными стандартами назначены гербарные образцы, отражающие наиболее типичные таксономические и хозяйственно ценные признаки сортов. Растительный материал для гербарных образцов собран в фазе цветения и плодоношения в коллекции организации-оригинатора. На гербарной этикетке указаны гербарный номер образца в Гербарии ВИР, латинское название вида, название сорта, происхождение (название организации, в которой создан сорт), место репродукции (где выращено гербаризируемое растение), даты сбора, фамилии коллекторов. Каждый гербарный образец дополнен фотографиями цветков и ягод. Созданные номенклатурные стандарты могут быть использованы для контроля идентификации сорта и подтверждения подлинности генетической информации селекционного достижения.
Семейная гиперхолестеринемия - наследственное моногенное заболевание, приводящее к атеросклерозу и повышенному риску сердечно-сосудистых патологий. Несмотря на высокую частоту встречаемости (1 на 250 человек для гетерозиготной формы, 1 на 300 тыс. - 1 млн человек - для гомозиготной) и всемирную озабоченность общественного здравоохранения, эффективность помощи пациентам остается крайне низкой. По данным Европейского общества атеросклероза, опубликованным в 2022 г., менее 3 % пациентов в мире, проходящих лечение в связи с семейной гиперхолестеринемией, достигают целевых показателей холестерина липопротеинов низкой плотности. Большинство случаев семейной гиперхолестеринемии вызваны патогенными аллельными вариантами в гене рецептора липопротеинов низкой плотности LDLR, половину из которых составляют мутации класса II, обусловленные неправильной укладкой белка LDLR и приводящие к нарушению его транспорта на поверхность клеток и накоплению в эндоплазматическом ретикулуме. В обзоре приводятся современные сведения о семейной гиперхолестеринемии, моделировании и генетической коррекции данного заболевания.
Издательство
- Издательство
- НИИТПМ
- Регион
- Россия, Новосибирск
- Почтовый адрес
- 630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1, Метро "Золотая нива", Автобус "Молодежная, Кошурникова"
- Юр. адрес
- 630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 10
- ФИО
- Рагино Юлия Игоревна (Руководитель)
- Контактный телефон
- +7 (383) 3730981
- Сайт
- https://iimed.ru/