Abstract. Vitis rotundifolia Michx. is one of the species of the family Vitaceae, with resistance to both biotic and abiotic stresses. The present study reports new scientific knowledge about the inheritance of resistance to downy mildew, powdery mildew and frost by V. vinifera varieties from V. rotundifolia. Recombinant lines of three hybrid populations from the crossing of the maternal genotype ♀M. 31-77-10 with V. rotundifolia hybrids were used as the object of the study. As a result of laboratory screening, more than 40 % of recombinants of the ♀M. 31-77-10× ×[DRX-M5-734+DRX-M5-753+DRX-M5-790] population showed a high degree of frost resistance (–24 °C), while 6 % of transgressive recombinants were characterized by a very high degree of resistance (–27 °С). The maternal genotype ♀M. 31-77-10 does not carry alleles of resistance to powdery mildew at the Run1 locus and in the field suffers from powdery mildew much more than the paternal genotypes. The prevalence of powdery mildew on vegetative organs in the three recombinant populations over the years varies on average between 3.2–17.1, 0.3–17.7 and 0.6–5.2 %, respectively. As a result, almost all recombinant genotypes that received a resistant allele from the paternal genome are highly resistant to powdery mildew.
Key words: grapes; Vitis vinifera L.; Vitis rotundifolia Michx.; backcrosses; biotic and abiotic stress; powdery mildew; frost; resistance; genes; introgression.
For citation: Volynkin V.A., Likhovskoi V.V., Vasylyk I.A., Rybachenko N.A., Lushchay E.A., Gorislavets S.M., Volodin V.A., Risovannaya V.I., Potokina E.K. Introgressions of Vitis rotundifolia Michx. to obtain grapevine genotypes with complex resistance to biotic and abiotic stresses. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021;25(7):693-700. DOI 10.18699/VJ21.079

Аннотация. Пырей промежуточный Thinopyrum intermedium является источником агрономически ценных признаков для мягкой пшеницы, для передачи которых используют частичные пшенично-пырейные амфидиплоиды и линии с замещением хромосомами пырея. С использованием линии Агис 1 создан сорт яровой мягкой пшеницы Тулайковская 5, который входит в родословную сорта Тулайковская 10. В геноме сорта хромосома пшеницы 6D замещена хромосомой пырея 6Agi2, несущей комплексную устойчивость к грибным заболеваниям в различных эколого-географических зонах. В данной работе изучен характер передачи хромосомы пырея 6Agi2 в гибридных популяциях сортов Саратовская 29×Тулайковская 10 (С29×Т10) и Тулайковская 10×Саратовская 29 (Т10×С29). Хромосома пырея 6Agi2 идентифицирована с помощью хромосомоспецифичных праймеров и методом геномной in situ гибридизации. Согласно молекулярному анализу, хромосома 6Agi2 передавалась почти половине изученных растений в F2 и F3 поколениях. В F5 поколении Т10×С29 с помощью GISH выделена и охарактеризована новая селекционная линия 49-14 (2n = 42) с парой хромосом 6Agi2. По результатам эксперимента в полевых условиях 2020 г. линия имела высокие показатели продуктивности. Масса зерен с растения (10.04±0.93 г) и число зерен с растения (259.36±22.49) достоверно не отличались от родительских сортов. Число зерен на колосок в главном колосе у линии 49-14 было достоверно выше, чем у сортов С29 (при р ≤ 0.001) и Т10 (при р ≤ 0.05). Растения характеризовались способностью завязывать 3.77±0.1 зерна на колосок, размах изменчивости признака варьировал от 2.93 до 4.62 у индивидуальных растений. Содержание белка в зерне составило 17.91 %, клейковины – 40.55 %. Согласно скринингу на устойчивость к грибным болезням, проведенному в полевых условиях 2018 и 2020 гг., хромосома 6Agi2 сохраняет у растений иммунность к западносибирской популяции бурой ржавчины и к доминантным расам стеблевой ржавчины, а также обеспечивает средний устойчивый и средний восприимчивый типы реакции к возбудителям желтой ржавчины. Обсуждается возможность использования линий/сортов мягкой пшеницы, несущих хромосомы пырея 6Agi2, в селекции на увеличение содержания белка в зерне, на устойчивость к листостебельным заболеваниям и на создание многоцветковых форм.
Ключевые слова: чужеродная интрогрессия; замещение хромосом; GISH; молекулярный анализ; стеблевая ржавчина; бурая ржавчина; желтая ржавчина; Thinopyrum intermedium; мягкая пшеница.
Для цитирования: Иванова Ю.Н., Розенфрид К.К., Стасюк А.И., Сколотнева Е.С., Силкова О.Г. Получение и характеристика линии мягкой пшеницы (Тулайковская 10 × Саратовская 29) с интрогрессией хромосомы пырея Thinopyrum intermedium 6Agi2. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):701-712. DOI 10.18699/VJ21.080

Аннотация. Гены Sr22, Sr35 и Sr25 привлекают внимание селекционеров мягкой пшеницы эффективностью против расы Puccinia graminis f. sp. tritici Ug99 и ее биотипов. К настоящему времени защитный эффект комбинаций генов Sr22+Sr25 и Sr35+Sr25 не исследован, неизвестно их влияние на агрономические показатели. В представленной работе эти показатели изучены с использованием линий яровой мягкой пшеницы Л503/W3534//Л503 (Sr22+Sr25) и Л503/Sr35//Л503/3/Л503 (Sr35+Sr25). Линии оценивали на устойчивость: к P. graminis f. sp. tritici в условиях естественных эпифитотий 2016–2020 гг., а также к саратовской, лысогорской и омской популяциям патогена и к изолятам гриба, PgtZ1 (TKSTF) и PgtF18.6 – в лабораторных условиях (TKSTF+Sr33). С помощью молекулярных маркеров подтверждено наличие изучаемых Sr-генов. Выявлена высокая эффективность комбинации генов Sr22+Sr25 как при естественных эпифитотиях патогена, так и в лабораторных исследованиях. Комбинация Sr35+Sr25 оказалась неэффективной. В среднем за 2018–2020 гг. у линий с обеими комбинациями генов отмечено понижение массы 1000 зерен и увеличение периода «всходы–колошение». У линии с комбинацией генов Sr22+Sr25 обнаружены незначительные эффекты на показатели клейковины и упругость теста, но отношение упругости теста к растяжимости было выше, а сила муки, пористость и объем хлеба – ниже; у линии с комбинацией Sr35+Sr25 количество клейковины ниже, но крепость, упругость теста и отношение упругости теста к растяжимости выше, сила муки и пористость хлеба на уровне реципиента, но объем хлеба ниже.
Ключевые слова: мягкая пшеница; интрогрессивные линии; комбинации генов Sr22+Sr25 и Sr35+Sr25; пребридинговые исследования.
Для цитирования: Сибикеев С.Н., Баранова О.А., Дружин А.Е. Пребридинговое изучение интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы, несущих комбинации Sr22+Sr25 и Sr35+Sr25 генов устойчивости к стеблевой ржавчине. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):713-722. DOI 10.18699/VJ21.081

Аннотация. Оригинальный исходный материал яровой и озимой мягкой пшеницы с групповой устойчивостью к стеблевой и бурой ржавчинам создан с использованием новых доноров устойчивости к стеблевой ржавчине – озимой мягкой пшеницы GT 96/90 (Болгария) и линии 119/4-06rw с генетическим материалом соответственно видов Triticum migushovae и (Aegilops speltoides и Secale cereale), линии яровой пшеницы 113/00i-4, полученной с привлечением видов Ae. triuncialis и T. kiharae, а также ярового образца 145/00i с генетическим материалом вида Ae. speltoides, устойчивого к бурой ржавчине. Передачу эффективных Sr-генов потомству отслеживали с помощью молекулярных маркеров. Новые линии прошли полевую оценку устойчивости к бурой и стеблевой ржавчине при эпифитотийном развитии болезней в Центральном регионе Российской Федерации, а также на Северном Кавказе и в Западной Сибири и показали высокую устойчивость к этим патогенам. Четырнадцать генотипов с групповой устойчивостью к этим болезням и родительские формы, принимавшие участие в происхождении линий, в лабораторных условиях оценили на устойчивость к темно-бурой (Cochliobolus sativus) и желтой (Pyrenophora tritici-repentis) пятнистостям c применением изолятов из Казахстана и Омска. Выделена высокоустойчивая родительская форма озимой мягкой пшеницы из коллекции «Арсенал», 119/4-06rw (пшеничноэгилопсно-ржаной гибрид 2n = 42) с групповой устойчивостью к двум пятнистостям и четыре среднеустойчивых генотипа к обоим изолятам желтой пятнистости (из казахстанской и омской популяций патогена), а также генотипы, устойчивые к омскому изоляту P. tritici-repentis (родительская форма 113/00i-4 и линии 1-16i, 6-16i, 9-16i). Среди образцов озимой пшеницы выделено четыре с групповой устойчивостью к темно-бурой и желтой пятнистостям. Дополнительно оценена стрессоустойчивость линий в лабораторных условиях на ранних этапах онтогенеза к засолению NaCl и длительному затоплению семян водой. Линии 33-16i, 37-16i, 32-16i и 9-16i проявили высокую способность противостоять избытку влаги. Высокой солеустойчивостью, превышающей средний показатель, 49.7 %, характеризовались линии 33-16i, 37-16i, 32-16i и 3-16i. Среди озимых генотипов выделены образцы с повышенной устойчивостью к гипоксии, 37-19w, 32-19w, 16-19w, 90-19w, и солеустойчивостью – 20-19w, 9-19w, 37-19w, 90-19w, достоверно превышающие стандартный сорт Московская 39. Эти образцы представляют интерес как источники устойчивости к анаэробному и солевому стрессу, а также как доноры устойчивости к группе грибных заболеваний: бурой и стеблевой ржавчинам и желтой пятнистости листьев. Повышенный уровень устойчивости нового исходного материала мы связываем с наличием чужеродных транслокаций у исходных родительских форм, участвовавших в происхождении линий.
Ключевые слова: мягкая пшеница; стеблевая и бурая ржавчины; темно-бурая и желтая пятнистости; солеустойчивость; устойчивость к гипоксии.
Для цитирования: Лапочкина И.Ф., Гайнуллин Н.Р., Баранова О.А., Коваленко Н.М., Марченкова Л.А., Павлова О.В., Митрошина О.В. Комплексная устойчивость линий яровой и озимой мягкой пшеницы к биотическим и абиотическим стрессам. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):723-731. DOI 10.18699/VJ21.082

Аннотация. Фузариоз относится к важным заболеваниям овса, поскольку многие виды грибов Fusarium способны продуцировать микотоксины, негативно влияющие на качество зерна. Иммунных к заражению грибами Fusarium зерновых культур нет, однако наблюдаются различия генотипов по степени устойчивости. Целью исследования стала характеристика перспективных линий голозерного овса по устойчивости к зараженности зерна грибами и содержанию фузариотоксинов. Анализировали 13 селекционных линий и два сорта голозерного овса, Немчиновский 61 и Вятский, а также сорт пленчатого овса Яков, которые выращивали на естественном фоне в Федеральном исследовательском центре «Немчиновка» в 2019–2020 гг. Зараженность зерна грибами определяли микологическим методом, а также с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени, анализ микотоксинов выполняли иммуноферментным методом. Проведенные анализы показали, что зерно всех образцов овса было заражено грибами, однако их численность и видовое разнообразие варьировали в зависимости от анализируемого генотипа и года исследований. Микобиоту генотипов овса преимущественно составляли виды родов Alternaria (15–90 % от всех выделенных грибов), Cochliobolus (1–33 %), Cladosporium (1–19 %), Epicoccum (0–11 %) и Fusarium (3–17 %). Основными представителями фузариевых грибов были F. poae, продуцирующий ниваленол, и F. langsethiae, производящий Т-2/НТ-2 токсины. Наибольшее количество ДНК F. langsethiae, а также Т-2/НТ-2 токсинов содержалось в зерне пленчатого сорта Яков и составило (27.9–71.9)×10–4 пг/нг и 790–1230 мкг/кг соответственно. В зерне анализируемых линий овса содержание ДНК F. langsethiae варьировало в диапазоне (1.2–42.7)×10–4 пг/нг, Т-2/НТ-2 токсинов – от 5 до 229 мкг/кг. Две линии голозерного овса, 54h2476 и 66h2618, а также новый сорт Азиль (линия 57h2396) можно охарактеризовать в условиях эксперимента как высокоустойчивые к заражению грибами Fusarium и контаминации микотоксинами в сравнении с контролем – сортом Вятский.
Ключевые слова: Avena sativa; голозерный; селекция; устойчивость; фузариоз; ДНК; микотоксины.
Для цитирования: Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Орина А.С., Маркова А.С., Кабашов А.Д., Лоскутов И.Г. Характеристика устойчивости селекционных линий овса к заражению Fusarium langsethiae и накоплению T-2/HT-2 токсинов. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):732-739. DOI 10.18699/VJ21.083

Аннотация. Современная селекция пшеницы на иммунитет широко применяет генетический резерв близкородственных видов из семейства Triticeae. Транслокация 2NS/2AS привнесена в геном культурного злака Triticum aestivum от дикорастущего сородича T. ventricosum и содержит гены Lr37, Yr17 и Sr38, которые отвечают за устойчивость пшеницы на уровне проростков к бурой, желтой и стеблевой ржавчине с соответствующими возбудителями: Puccinia triticina Eriks., P. striiformis West. f. sp. tritici и P. graminis Pers. f. sp. tritici Eriks. & E. Henn. Данная транслокация известна в таких мировых сортах, как Trident, Madsen, Rendezvous, а также в отечественных сортах южной селекции Морозко, Сварог, Граф, Маркиз и Гомер. При этом ген Sr38 до сих пор не введен в производственные сорта, высеваемые на территории Западной Сибири, поэтому сохраняет практическое значение для селекции на иммунитет в областях, где патогенная популяция P. graminis f. sp. tritici представлена авирулентными клонами. Основная цель работы состояла в анализе частоты а/вирулентных клонов к гену Sr38 в расширенной западносибирской выборке возбудителя стеблевой ржавчины. В лаборатории с контролируемым климатом (Институт цитологии и генетики СО РАН) на проростках универсального восприимчивого сорта Хакасская выделено 139 монопустульных изолятов P. graminis f. sp. tritici из образцов урединиоспор Новосибирской, Омской областей, Алтайского и Красноярского края, собранных в 2019–2020 гг. на производственных и селекционных посевах мягкой пшеницы. Путем заражения тестерных генотипов пшеницы, несущих ген Sr38 (VPM1 и Trident), выявлены вариации по частоте а/вирулентных клонов в географических образцах P. graminis f. sp. tritici. В целом текущая западносибирская популяция представлена на 60 % авирулентными клонами гриба к гену Sr38, при этом в образцах популяции из Красноярского края не выявлено ни одного вирулентного изолята. Поиск источников гена устойчивости к стеблевой ржавчине среди отечественного селекционного материала был выполнен с помощью специфических молекулярных маркеров на транслокацию 2NS/2AS. Исходя из перспективы использования в регионе, выбор проводили среди коллекции линий и сортов мягкой яровой пшеницы Омского ГАУ, адаптированных к условиям Западной Сибири. Присутствие гена постулировалось путем проведения процедуры генотипирования с помощью специфических праймеров (VENTRIUP-LN2) и фитопатологического тестирования авирулентными клонами гриба. Носителями доминантных аллелей гена Sr38 оказались линии Лютесценс 12-18, Лютесценс 81-17, Лютесценс 66-16, Эритроспермум 79/07, 9-31 и 8-26. Полученные данные по составу образцов западносибирской популяции P. graminis f. sp. tritici позволяют рассматривать ген Sr38 в качестве кандидата для включения в селекцию пшеницы в Красноярском крае, а также в составе генных пирамид в Новосибирской области и Алтайском крае.
Ключевые слова: Puccinia graminis f. sp. tritici; авирулентные клоны; устойчивость; Triticum aestivum; Sr38.
Для цитирования: Сколотнева Е.С., Кельбин В.Н., Шаманин В.П., Бойко Н.И., Апарина В.А., Салина Е.А. Ген Sr38: значение для селекции мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):740-745. DOI 10.18699/VJ21.084

Аннотация. CLE (CLV3/ESR) – одна из важнейших групп пептидных фитогормонов. Ее представители регулируют развитие различных органов и тканей растений, а также взаимодействие с некоторыми паразитами и симбионтами и ответ на факторы окружающей среды. В связи с этим идентификация и изучение генов CLE, кодирующих пептиды этой группы, у культурных растений представляют большой практический интерес. О функциях CLE пептидов у картофеля известно немного, поскольку гены CLE картофеля Solanum phureja Juz. et Buk. были охарактеризованы только в 2021 г. Вместе с тем картофель включает в себя много клубненосных видов рода Solanum L., как диких, так и культурных, и разнообразие его форм может зависеть в том числе от различий по последовательностям генов CLE. В этой работе мы впервые произвели поиск и анализ последовательностей генов CLE у трех диких видов картофеля (S. bukasovii Juz. et Rybin., S. verrucosum Schltdl., S. commersonii Dunal.) и четырех культурных (S. chaucha Juz. et Buk., S. curtilobum Juz. et Buk., S. juzepczukii Juz. et Buk., S. ajanhuiri Juz. et Buk.). У проанализированных видов картофеля выявлено 332 гена CLE: от 40 до 43 генов этого семейства для каждого вида картофеля. У всех видов картофеля, взятых в исследование, выявлены гомологи ранее идентифицированных генов CLE S. phureja; в то же время ген CLE42, отсутствующий в геноме S. phureja, найден у всех остальных проанализированных нами видов картофеля. Наибольшие отличия по аминокислотным последовательностям белков CLE оказались характерны для S. commersonii – вида, растущего вне ареалов культурных видов картофеля и, вероятно, не входящего в число их предков. Обнаружены также примеры полиморфизма по аминокислотным последовательностям доменов белков CLE, несущих разную функциональную нагрузку. Дальнейшее изучение белков CLE картофеля позволит выявить их роль в развитии этой важнейшей сельскохозяйственной культуры, в том числе в формировании признаков продуктивности.
Ключевые слова: гены CLE; картофель; Solanum bukasovii; Solanum verrucosum; Solanum commersonii; Solanum chaucha; Solanum curtilobum; Solanum juzepczukii; Solanum ajanhuiri.
Для цитирования: Ганчева М.С., Лосев М.Р., Гурина А.А., Полюшкевич Л.О., Додуева И.Е., Лутова Л.А. Полиморфизм последовательностей генов CLE картофеля. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):746-753. DOI 10.18699/VJ21.085

Аннотация. В продуктивности растений существенную роль играют транспортеры сахаров, поскольку с их помощью координируются и осуществляются потоки углеводов от листьев к органам потребления. Кроме того, с участием транспортеров сахаров регулируется значительная часть обмена питательными веществами с микроорганизмами ризосферы (бактериями и грибами), что является необходимым условием для формирования симбиотических отношений. В связи с этим в обзоре уделено особое внимание углеводному питанию при развитии арбускулярной микоризы (АМ) – симбиоза растений с грибами подотдела Glomeromycotina, в результате которого растение-хозяин получает от микосимбионта микроэлементы, главным образом фосфор, а гриб взамен получает продукты ассимиляции углерода. Пути эффективного транспорта питательных веществ в АМ-симбиозе до сих пор не раскрыты. Одно из трех ключевых семейств углеводных транспортеров растений – SWEET, переносчики сахаров. Именно среди белков SWEET могут быть выявлены специфические для симбиоза с АМ-грибами транспортеры. В обзоре представлены данные по истории изучения, структуре, локализации, филогении и функциям белков SWEET. Отмечена высокая вариабельность как самих белков SWEET, так и их функций. При этом одни и те же белки у разных растений могут выполнять различные функции. Особая роль уделена участию транспортеров семейства SWEET в развитии АМ-симбиоза растений и грибов. Транспортеры SWEET могут также играть ключевую роль в устойчивости к абиотическим стрессам, позволяя растениям адаптироваться к неблагоприятным условиям окружающей среды. Развитие знаний о симбиотических системах будет способствовать созданию микробных препаратов для использования в сельском хозяйстве Российской Федерации.
Ключевые слова: арбускулярная микориза; SWEET; транспорт сахара; сахароза; глюкоза; гены транспортеров сахаров.
Для цитирования: Крюков А.А., Горбунова А.О., Кудряшова Т.Р., Яхин О.И., Лубянов А.А., Маликов У.М., Шишова М.Ф., Кожемяков А.П., Юрков А.П. Транспортеры сахаров семейства SWEET и их роль в арбускулярной микоризе. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):754-760. DOI 10.18699/VJ21.086

Аннотация. Cоя (Glycine max L.) – одна из важнейших сельскохозяйственных культур, выращиваемая в большом диапазоне географической широты. В связи с этим в селекции сои необходимо обращать внимание на набор генов, контролирующих переход к фазе цветения, что позволит максимально точно адаптировать генотипы к локальным условиям произрастания. В настоящее время возможности селекции сои по данному признаку значительно расширились благодаря идентификации в ее геноме основных генов (E1–Е4, GmFT2a, GmFT5a), контролирующих процессы цветения и созревания в зависимости от длины дня. Целью нашей работы являлось создание панели маркеров к этим генам, которая может быть использована для быстрого и эффективного генотипирования отечественных сортов сои и отбора растительного материала по признакам чувствительности к длине дня и продолжительности вегетационного периода. Проведено тестирование 10 комбинаций праймеров (как ранее разработанных, так и собственных) для выявления различных аллельных состояний генов E1–Е4, GmFT2a и GmFT5a на выборке из 10 сортов сои из различных групп спелости. В итоге выявлено пять комбинаций доминантных и рецессивных аллелей по генам E1–E4: 1) е1-nl(e1-as)/e2-ns/е3-tr(e3-fs)/е4; 2) e1-as/e2-ns/е3-tr/Е4; 3) e1-as/e2-ns/Е3-На/е4; 4) E1/e2-ns/е3-tr/Е4; 5) е1-nl/e2-ns/Е3-На/Е4. Проанализированные сорта содержали наиболее распространенные аллели генов GmFT2a и GmFT5a, за исключением сорта Кассиди, у которого был обнаружен редкий доминантный аллель GmFT5a-H4. Степень скороспелости сортов положительно коррелировала с количеством рецессивных генов E1–Е4, что согласуется с данными зарубежных авторов, полученными на выборках сортов из Японии и Северного Китая. Таким образом, разработанная панель маркеров может успешно использоваться в селекции сои на скороспелость и чувствительность к фотопериоду.
Ключевые слова: фотопериод; срок цветения; маркер гена; аллель-специфичные праймеры; несинонимичная замена; индель; сорт; соя; группа спелости.
Для цитирования: Перфильев Р.Н., Щербань А.Б., Салина Е.А. Разработка панели маркеров для генотипирования отечественных сортов сои по генам, контролирующим срок вегетации и реакцию на фотопериод. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):761-769. DOI 10.18699/VJ21.087

Аннотация. Актуальной задачей селекции мягкой пшеницы является вовлечение генофонда диких сородичей, обладающих значительным запасом генетического разнообразия. Эффективный метод передачи ценного генетического материала от диких сородичей в культурную пшеницу – создание и использование в качестве «мостиков» синтетических форм. С этой целью в Национальном центре зерна им. П.П. Лукьяненко созданы геномно-замещенные, геномно-добавленные и рекомбинантные «вторичные» синтетические формы. Синтетическая форма RS5 (BBAASDt ), у которой третий геном состоит из хромосом Aegilops speltoides (S) и Aegilops tauschii (Dt ), была получена от скрещивания синтетических форм Авродес (BBAASS) и M.it./Ae. tauschii (BBAADt Dt ), у которой геном D от Ae. tauschii был добавлен к геномам BBAA твердой пшеницы Mutico italicum. От беккроссов с восприимчивыми к листовой ржавчине, желтой ржавчине и мучнистой росе сортами мягкой пшеницы Краснодарская 99, Ростислав и Жировка были получены устойчивые к этим болезням интрогрессивные линии. Отобраны 12 линий, которые наряду с устойчивостью к болезням имеют высокие технологические характеристики зерна и муки. Цитологический анализ (С-banding) выявил хромосомные перестройки у шести из восьми исследуемых линий. Перестройки в основном затронули хромосомы генома D – 1D, 3D, 4D, 6D и 7D. Установлено, что генетический материал от синтетической формы RS5 в изученных линиях в большинстве случаев представлен в виде замещенных хромосом от Ae. tauschii. В линии 5791п17 обнаружено замещение хромосом 6D от Ae. tauschii и 7D от Ae. speltoides. Хромосомные замещения 4D(4Dt ), 6D(6Dt ) от Ae. tauschii и 7D(7S) от Ae. speltoides получены впервые. Молекулярный анализ 12 линий не выявил у них эффективных генов устойчивости к листовой ржавчине, предположительно присутствующих в синтетических формах M.it./Ae. tauschii и Авродес. Сделано предположение, что линии могут нести не идентифицированные ранее гены устойчивости к грибным болезням, в частности к листовой ржавчине, от видов Ae. tauschii и Ae. speltoides.
Ключевые слова: мягкая пшеница; синтетические формы; устойчивость к болезням; белок; клейковина; цитологический анализ; C-banding; замещенные хромосомы; транслокации.
Для цитирования: Давоян Р.О., Бебякина И.В., Давоян Э.Р., Зубанова Ю.С., Болдаков Д.М., Миков Д.С., Бибишев В.А., Зинченко А.Н., Бадаева Е.Д. Использование синтетической формы RS5 для получения новых интрогрессивных линий мягкой пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):770-777. DOI 10.18699/VJ21.088

Аннотация. Система окислительного фосфорилирования (ОКСФОС) митохондрий поддерживает все жизненно важные энергозатратные процессы в клетках эукариот, обеспечивая их энергией в форме АТФ. Ферменты ОКСФОС (комплексы I–V) локализуются во внутренней мембране митохондрий, преимущественно в кристном субкомпартменте. К настоящему времени получен значительный объем данных, указывающих на то, что дыхательные комплексы I, III2 и IV в условиях in vivo могут физически взаимодействовать друг с другом в различной стехиометрии, образуя суперкомплексы. Несмотря на активное накопление знаний о структуре основных суперкомплексов системы ОКСФОС, ее физическая и функциональная организация in vivo остается неясной. Современные модели организации ОКСФОС во внутренней мембране митохондрий противоречивы и предполагают существование либо высокоорганизованных дыхательных цепочек, либо, наоборот, набора случайно расположенных дыхательных суперкомплексов и комплексов. При этом предполагается, что АТФ-синтаза (комплекс V) не образует ассоциаций с дыхательными ферментами и работает автономно. Наши последние данные, полученные на митохондриях этиолированных побегов гороха, указывают на возможность физической ассоциации дыхательных суперкомплексов и димерной АТФ-синтазы. Эта информация позволила пересмотреть существующие представления об организации фосфорилирующей системы и предложить новую субкомпартментационную оксфосомную модель. Согласно новой модели, значительная часть комплексов ОКСФОС формирует оксфосомы, которые в определенной стехиометрии включают комплексы I–V и располагаются преимущественно в кристном субкомпартменте митохондрий в виде высокоорганизованных цепочек или «патчей», представляющих собой «мини-фабрики» по производству АТФ. Предполагается, что такая организация способствует увеличению эффективности работы системы ОКСФОС; открывает новые возможности для регуляции ее активности и в той или иной степени может определять морфологию внутренней мембраны митохондрий. В обзоре подробно обсуждается предлагаемая модель. Для лучшего понимания вопроса кратко рассмотрена история развития представлений об организации системы ОКСФОС с акцентом на современные модели, а также приведены накопленные за последние сорок лет основные экспериментальные данные, подтверждающие обоснованность оксфосомной гипотезы.
Ключевые слова: система окислительного фосфорилирования; митохондрии; оксфосома; модели организации ОКСФОС; суперкомплексы.
Для цитирования: Уколова И.В. Субкомпартментационная оксфосомная модель организации фосфорилирующей системы митохондрий. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):778-786. DOI 10.18699/VJ21.089

Аннотация. C помощью биоинформационных ресурсов (программ и баз данных) предпринята попытка проанализировать вероятную причину перекрестного взаимодействия антител против ВПЧ16 L1 с антигенными белками ВПЧ6 L1, которое было выявлено при изучении кандидатной вакцины, полученной на основе растительной экспрессионной системы (растений томата). По нашему мнению, наиболее вероятной причиной перекрестного взаимодействия антител с антигенами, принадлежащими к разным патогенным типам вируса папилломы человека (ВПЧ), является сходство антигенных детерминант. В ходе исследования были проанализированы аминокислотные последовательности ВПЧ16 L1 и ВПЧ6 L1, которые использовались при разработке бинарной вакцины против цервикального рака и аногенитальных папилломатозов. Для анализа антигенных детерминант использовались программы BepiPred-2.0: Sequential B-Cell Epitope Predictor, DiscoTope 2.0 Server, SYFPEITHI. В результате исследования вероятных линейных детерминант для В-клеток установили, что у обоих типов ВПЧ белки имеют примерно одинаковое расположение и размер линейных антигенных детерминант, отличие наблюдается только в виде небольших сдвигов в несколько аминокислотных остатков. Однако выявлено некоторое различие в аминокислотном составе эпитопов, поэтому потенциал перекрестного взаимодействия антител с антигенами за счет сходства линейных антигенных детерминант для В-клеток незначителен. Анализ потенциальных трехмерных эпитопов для В-клеток показал, что по сумме различий белки ВПЧ16 L1 и ВПЧ6 L1 не имеют предпосылок для перекрестного взаимодействия антител с антигенами, принадлежащими к двум разным патогенным типам ВПЧ. Анализ вероятных линейных эпитопов для Т-клеток обнаружил у двух белковых последовательностей общую антигенную детерминанту. Согласно рейтингу, составленному программой SYFPEITHI, аминокислотная последовательность AQL(I)FNKPYWL представляет собой вторую, по вероятности, антигенную детерминанту для Т-клеток. При этом аминокислотная последовательность данной детерминанты у ВПЧ16 L1 и ВПЧ6 L1 практически идентична. Отличие имеется лишь по одной позиции, но оно не является критичным в силу сходства физико-химических свойств аминокислот, по которым наблюдается замена в аминокислотной последовательности антигенных детерминант. Исходя из этого можно ожидать умеренно выраженное перекрестное взаимодействие антител к ВПЧ16 L1 с антигенами ВПЧ6 L1.
Ключевые слова: вирус папилломы человека; ВПЧ6 L1; ВПЧ16 L1; биоинформационный анализ.
Для цитирования: Столбиков А.С., Саляев Р.К., Рекославская Н.И. Использование биоинформационного анализа для определения вероятной причины перекрестного взаимодействия антител к антигенному белку ВПЧ16 L1 с белком ВПЧ6 L1. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(7):787-792. DOI 10.18699/VJ21.090