Аннотация. Аборигенные сорта винограда различных стран мира – важная часть генофонда культуры. Особый интерес вызывают генотипы наиболее древних регионов виноградарства. Территории субтропической зоны Грузии и центральной части Абхазии относят к одному из центров возникновения культурной виноградной лозы. Целью работы было генотипирование аборигенных абхазских сортов винограда, изучение их генетического разнообразия на основе данных ДНК-профилирования и сравнение с генотипами местных сортов других регионов виноградарства. Образцы растений были отобраны на территории Республики Абхазия в частных подворьях и в коллекции агрофирмы «Вина и воды Абхазии». Генотипирование абхазских сортов Авасирхва, Агбиж, Ажапшь, Ажижкваква, Ажикваца, Атвижь, Атыркуажь, Ачкыкажь, Качич выполнено с помощью 14 ДНК-маркеров, девять из которых являются стандартными микросателлитными маркерами, рекомендованными для паспортизации сортов винограда. Для уточнения размеров идентифицированных аллелей в работе использовали ДНК сортов винограда с известным аллельным составом по анализируемым локусам. Статистический анализ данных показал, что фактическая гетерозиготность по анализируемым локусам превысила ожидаемую, что говорит о генетическом полиморфизме исследуемой выборки сортов. Оценка генетического сходства внутри анализируемой группы по результатам генотипирования по 14 локусам показала отличие сортов Качич и Ажапшь от остальных абхазских сортов. Полученные ДНК-профили абхазских сортов были проверены на предмет соответствия ДНК-паспортам сортов винограда, представленных в международной базе данных. Грузинские сорта Ажижкваква и Цицка оказались синонимами по паспортам ДНК; у двух сортов из базы данных (итальянский Albana bianca и грузинский Оджалеши) обнаружены отличия в ДНК-паспортах от сортов Атыркуажь и Ажикваца соответственно только по одному аллелю. При сравнении идентифицированных абхазских генотипов винограда показано их отличие от выборки дагестанских, донских, греческих, турецких, итальянских, испанских и французских сортов и генетическое сходство с генотипами винограда Грузии.
Ключевые слова: Vitis vinifera L.; местные сорта винограда; генетическое разнообразие; SSR-локусы.
Для цитирования: Ильницкая Е.Т., Макаркина М.В., Степанов И.В., Супрун И.И., Токмаков С.В., Айба В.Ш., Авидзба М.А., Котляр В.К. Генетический полиморфизм аборигенных абхазских сортов винограда. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):797-804. DOI 10.18699/VJ21.092

Аннотация. Одним из главных способов тонкой настройки адаптационного потенциала сортов пшеницы является регулирование сроков цветения с использованием генов локуса Vrn-1, определяющего тип и скорость развития. Исследования, связывающие сроки цветения с формированием корневой системы в нормальных и засушливых условиях, единичны. Недавно с использованием интрогрессированных и изогенных линий пшеницы было показано, что локус Vrn-1 участвует в генетическом контроле длины и массы корней и угла наклона корней в почве как на поливе, так и на засухе. Из трех гомеоаллельных генов – Vrn-A1, Vrn-B1 и Vrn-D1 – ген Vrn A1 наиболее сильно уменьшал размеры корневой системы у озимого генотипа. Целью нашей работы было определить, влияет ли аллельный состав генов локуса Vrn-1 на развитие корневой системы у различающихся по срокам цветения семи яровых сортов и двух линий мягкой пшеницы в условиях нормального полива и засухи. Исследования проведены в условиях гидропонной теплицы, засуха создавалась на стадии кущения. Мы показали, что раннецветущие сорта пшеницы с доминантным аллелем Vrn-A1а в нормальных условиях полива имеют корни меньшей массы и длины по сравнению с поздноцветущими носителями доминантных гомеоаллелей Vrn-B1 и Vrn-D1. На засухе длина корней уменьшалась незначительно, а вот масса корней достоверно снижалась у всех генотипов, за исключением сорта Диамант 2. Мы предположили, что уровень транскрипционного фактора VRN-1 на момент наступления засухи может оказывать влияние на размер корневой системы. Большой размах изменчивости по массе корней может свидетельствовать об участии, помимо локуса Vrn-1, других генных сетей в формировании этого признака. Селекционерам, работающим над созданием скороспелых сортов, следует учитывать возможность уменьшения размеров корневой системы, особенно в засушливых условиях. Значительное увеличение массы корней у линии 821 с интрогрессиями в хромосомы 2А, 2В и 5А от вида T. timopheevii указывает на возможность использования сородичей в качестве источника увеличения размера корней у пшеницы.
Ключевые слова: мягкая пшеница; корневая система; засуха; Vrn-1; сроки цветения.
Для цитирования: Смирнова О.Г., Пшеничникова Т.А. Взаимосвязь между генетическим статусом локуса Vrn-1 и размерами корневой системы у мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.). Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):805-811. DOI 10.18699/VJ21.093

Аннотация. С момента открытия явления гаплоидии биотехнологии стали неотъемлемой частью в процессе успешного создания новых сортов и гибридов различных видов растений. Особенно активно данные технологии применяются в сельском хозяйстве, которое заинтересовано в увеличении объемов и повышении качества производимой продукции. Интеграция приемов получения гаплоидов вместе с другими имеющимися биотехнологическими инструментами, такими как маркерная селекция (MAS), индуцированный мутагенез и генно-инженерные технологии, может значительно ускорить селекцию сельскохозяйственных культур. В статье показаны основные этапы развития биотехнологий начиная с 1921 г. Теперь они успешно используются при создании удвоенных гаплоидов для ускорения селекционного процесса различных растений, и в частности сахарной свеклы – важнейшей сахароносной культуры в регионах с умеренным климатом. Существует несколько методов получения форм с одинарным набором хромосом. Для сахарной свеклы целесообразным оказалось применение гиногенеза, поскольку остальные приемы были малоэффективны при массовом получении гаплоидов. В публикации рассматриваются этапы получения H- и DH-линий Beta vulgaris L., а также основные этапы биотехнологического производства гомозиготного селекционного материала этой культуры. К ним относятся: отбор родительских форм – доноров эксплантов; стерилизация бутонов и введение неопыленных семяпочек in vitro; получение гаплоидов; удвоение их хромосомного набора; создание удвоенных гаплоидов; определение плоидности на разных этапах; перевод полученных растений в закрытый грунт и выращивание штеклингов. Описан ряд преимуществ, которые имеет технология создания удвоенных гаплоидов in vitro по сравнению с традиционными методами селекции. Показано, что применение данных подходов является актуальным при получении новых высокопродуктивных гибридов и сортов сельскохозяйственных растений, однако приемы производства гомозиготных форм у сахарной свеклы все еще требуют проведения дополнительных исследований, направленных на увеличение эффективности и воспроизводимости каждого этапа процесса.
Ключевые слова: сахарная свекла; гаплоид; удвоенный гаплоид; гиногенез; биотехнологии; in vitro; DH-линии.
Для цитирования: Колесникова Е.О., Донских Е.И., Бердников Р.В. Биотехнологии гаплоидов как инструмент создания селекционного материала сахарной свеклы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8): 812-821. DOI 10.18699/VJ21.094

Аннотация. В работе приведены результаты исследований генетической структуры популяции центральноевропейского кабана (Sus scrofa scrofa) и четырех пород домашних свиней (дюрок, йоркшир, крупная белая и ландрас), разводимых в Центрально-Черноземном регионе России. На основе 12 микросателлитных локусов установлено достоверное (р < 0.05) снижение генетической изменчивости в разводимых породах. Ожидаемая гетерозиготность и индекс Шеннона были равными: у кабана – Ho = 0.763±0.026, I = 1.717±0.091; у пород дюрок – Ho = 0.569±0.068, I = 1.191±0.157; ландрас – Ho = 0.618±0.062, I = 1.201±0.147; крупная белая – Ho = 0.680±0.029, I = 1.362±0.074; йоркшир – Ho = 0.642±0.065, I = 1.287±0.156. Результаты проверки генотипического равновесия Харди–Вайнберга на основе G-теста максимального правдоподобия показали, что в популяции кабана большинство локусов находилось в состоянии генотипического равновесия Харди–Вайнберга. Напротив, в популяциях различных пород свиней часть локусов демонстрирует достоверное отклонение от отмеченного равновесия. Кроме того, в популяциях йоркшир, крупная белая и ландрас присутствовали локусы, для которых достоверно отвергалась гипотеза о нейтральности на основании результатов теста Эвенса–Ваттерсона (Ewens–Watterson test). Обнаруженные приватные аллели, характерные для кабана и различных пород, в дальнейшем могут быть использованы для их идентификации. Ординация центроидов разных стад в пространстве первых двух главных координат на основании матрицы попарных оценок генетических дистанций М. Nei показала, что наиболее удаленные популяции – породы дюрок и кабан, а самые генетически близкие – йоркшир и ландрас. Ближе всех к популяции кабана была порода крупная белая. Оценка эффективной численности, проведенная с использованием метода, основанного на неравновесии по сцеплению (linkage disequilibrium) и MC-метода (the molecular coancestry method), продемонстрировала, что во всех изученных группах, включая и популяцию кабана, эффективный размер оказался меньше 100 особей. Низкое значение эффективного размера популяции кабана (Ne = 21.8, Neb = 4.0), вероятно, является следствием падежа и отстрела животных из-за африканской чумы свиней (Pestis africana suum). Ключевые слова: кабан; породы свиней; микросателлитные локусы; генетическая структура; эффективная численность популяции.
Для цитирования: Снегин Э.А., Макеева В.М., Каледин А.П., Остапчук А.М., Алазнели И.Д., Смуров А.В. Генетическое разнообразие популяции центральноевропейского кабана (Sus scrofa scrofa) и пород домашних свиней (Sus scrofa domesticus) на основе микросателлитных локусов ДНК. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8): 822-830. DOI 10.18699/VJ21.095

Аннотация. В настоящее время известно более 1000 аборигенных пород крупного рогатого скота, которые хорошо приспособлены к местным условиям среды благодаря длительной адаптации и селекции. Крайне актуально выявление генетических вариантов, контролирующих адаптацию местного скота, для переноса этих вариантов в геномы высокопродуктивных глобальных пород. Исследования отдельных популяций внутри одной породы с помощью микросателлитных маркеров позволяют оценить их генетическое разнообразие, родственные взаимоотношения и перспективы их использования для улучшения породы. Черно-пестрая порода – наиболее массовая порода крупного рогатого скота молочного направления на территории России. Однако имеются лишь единичные работы, посвященные изучению генетического разнообразия местных популяций этой породы в отдельных областях России. Целью работы являются: анализ генетического разнообразия популяций черно-пестрого скота Новосибирской области и их сравнение с другими российскими популяциями; идентификация популяций, существенно отличающихся от всех остальных, для их дальнейшего использования в программах по сохранению генетического разнообразия отечественной черно-пестрой породы. Образцы ДНК от 4788 животных черно-пестрой породы из шести племенных хозяйств Новосибирской области были исследованы по 11 микросателлитным маркерам. Значения всех показателей генетической изменчивости достоверно не различались между отдельными популяциями. Приватные аллели были обнаружены в пяти популяциях из шести. В пяти популяциях коэффициент инбридинга FIS был достоверно ниже нуля, что говорит об избытке гетерозигот. Результаты теста распределения по популяциям, анализа методом главных компонент, анализа показателей FST и DEST, а также кластерного и филогенетического анализов свидетельствуют о генетической обособленности двух популяций от всех остальных. Таким образом, параметры генетического разнообразия исследованных нами шести популяций черно-пестрого скота Новосибирской области существенно не отличаются от других российских популяций данной породы. В большинстве этих хозяйств наблюдается избыток гетерозигот, что говорит о низкой степени инбридинга. При разработке мероприятий, направленных на сохранение генетического разнообразия отечественного черно-пестрого скота, мы рекомендуем использовать животных из двух популяций, которые по генетическим характеристикам существенно отличаются от других.
Ключевые слова: крупный рогатый скот; черно-пестрая порода; Новосибирская область; микросателлит; генетическое разнообразие; сохранение биоразнообразия.
Для цитирования: Айтназаров Р.Б., Мишакова Т.М., Юдин Н.С. Оценка генетического разнообразия и филогенетических отношений черно-пестрого скота Новосибирской области с использованием микросателлитных маркеров. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):831-838. DOI 10.18699/VJ21.096

Аннотация. В современном высокотехнологичном обществе пространственные способности являются предиктором успешности в жизни и профессиональной деятельности, особенно в STEM дисциплинах (от англ. Science, Technology, Engineering, and Mathematics). Согласно нейробиологическим гипотезам, существование индивидуальных различий в когнитивных способностях может быть обусловлено особенностями функционирования генов, участвующих в регуляции нейрогенеза и синаптической пластичности. С другой стороны, полногеномный анализ ассоциаций идентифицировал rs17070145 в гене KIBRA, ассоциированный с индивидуальными различиями в эпизодической памяти. Учитывая важную роль генетической и средовой компоненты в манифестации когнитивных функций, целью настоящего исследования являлись оценка основного эффекта полиморфных вариантов генов NGF (rs6330), NRXN1 (rs1045881, rs4971648), KIBRA (rs17070145), NRG1 (rs6994992), BDNF (rs6265), GRIN2B (rs3764030), APOE (rs7412, rs429358), SNAP25 (rs363050) и оценка ген-средовых взаимодействий в формировании индивидуальных особенностей пространственного мышления у индивидов без когнитивных нарушений 18–25 лет (N = 1011, 80 % женщин). Измерение уровня пространственных способностей осуществлялось с помощью батареи тестовых заданий на вращение 3D фигур (shape rotation). Множественный линейный регрессионный анализ, проведенный в общей выборке с включением половой, этнической принадлежности и наличия «рискового» аллеля АРОЕ ε4 в качестве ковариат, продемонстрировал ассоциацию аллеля rs17070145*Т в гене KIBRA с более высоким уровнем пространственного мышления (β = 1.32; pFDR = 0.037) по сравнению с носителями генотипа rs17070145*СС. Анализ ген-средовых взаимодействий выявил, что табакокурение (β = 3.74; р = 0.010) и место воспитания в детстве (β = –6.94; p = 0.0002) модулируют ассоциацию полиморфных вариантов в гене KIBRA (rs17070145) и гене АРОЕ (rs7412, rs429358) с индивидуальными различиями в пространственных способностях соответственно. Полученные результаты подтверждают связь аллеля rs17070145*Т в гене KIBRA с улучшением когнитивных функций и впервые свидетельствуют об ассоциации данного генетического варианта с особенностями пространственного мышления. «Протективный» эффект аллеля APOE ε2 на улучшение когнитивного функционирования наблюдается только при сочетании определенных особенностей воспитания в детстве.
Ключевые слова: KIBRA; APOE; когнитивные способности; мысленное вращение предметов; линейная регрессия; ген-средовые взаимодействия.
Для цитирования: Казанцева А.В., Еникеева Р.Ф., Давыдова Ю.Д., Мустафин Р.Н., Тахирова З.Р., Малых С.Б., Лобаскова М.М., Тихомирова Т.Н., Хуснутдинова Э.К. Вовлеченность генов KIBRA и APOE в формирование особенностей пространственного мышления человека. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):839-846. DOI 10.18699/VJ21.097

Аннотация. Лектины – основные протеины лектинового пути активации системы комплемента, кодируются полиморфными генами, точечные мутации в которых приводят к изменению конформации и экспрессии белка, что в свою очередь отражается на функциональности и способности отвечать на патоген. В настоящем исследовании впервые получены масштабные данные о популяционном распределении частот аллелей генов Н-фиколина FCN3 rs28357092 и маннозосвязывающей лектин-ассоциированной сериновой протеазы-2 MASP2 rs72550870 среди коренных народностей российских Арктических территорий (ненцы, долганы, нганасаны, смешанная популяция и русские: общая выборка составила около 1000 новорожденных). Генотипирование осуществлено с использованием ПЦР-РВ. Нами выявлена частота гомозиготного варианта del/del FCN3 rs28357092, ассоциированного с полным отсутствием наиболее мощного активатора лектинового пути комплемента Н-фиколина: у ненцев 0 %, у долган-нганасан 0.8 %, в то время как среди европеоидов 3.5 % (р < 0.001). Гомозиготный вариант GG, которому сопутствует полное отсутствие протеазы с нарушением связывания MBL и фиколинов, не обнаружен ни у одного из 980 обследованных новорожденных. Дополнительный анализ инфекционной заболеваемости в арктических популяциях позволит выявить фенотипические характеристики, сопряженные с высокой функциональной активностью лектинового пути активации комплемента в роли важнейшего фактора первой линии противоинфекционной защиты, в том числе в отношении новых вирусных заболеваний, таких как COVID-19. Ключевые слова: FCN3; MASP2; полиморфизм генов; новорожденные; Россия; арктические популяции.
Для цитирования: Смольникова М.В., Терещенко С.Ю. Распространенность полиморфных вариантов генов H-фиколина (FCN3) и маннозосвязывающей лектин-ассоциированной сериновой протеазы-2 (MASP2) у коренных популяций российских Арктических территорий. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):847-854. DOI 10.18699/VJ21.098

Аннотация. В работе оценено неравновесие по сцеплению однонуклеотидных вариантов (SNP) генов TLR4/AL160272.2 (rs1927914, rs1928298, rs7038716, rs7026297, rs7025144) у славян-жителей Западной Сибири. Проведен анализ ассоциаций SNP в области генов TLR4/AL160272.2 (rs1927914, rs7038716, rs7025144), SERPINA1 (rs1980616), ATXN2/BRAP (rs11065987), IL2RB (rs2284033), NT5C2 (rs11191582), CARD8 (rs11669386), ANG/RNASE4 (rs1010461) и ABTB2/САТ (rs2022318) при бронхиальной астме (БА), артериальной гипертензии (АГ) и их сочетании. Выполнено in silico аннотирование SNP, ассоциированных с данными заболеваниями, в отношении их регуляторного потенциала. В результате у славян-жителей Западной Сибири выявлено сильное неравновесие по сцеплению rs1928298 и rs1927914, а также rs7026297 и rs7038716. Установлено, что к развитию БА предрасполагают аллель G rs1927914 гена TLR4 и аллель С rs1980616 гена SERPINA1. Данные SNP влияют на изменение аффинности транскрипционных факторов семейств Pou и Klf4, а также на экспрессию генов TLR4 и SERPINA1 в клетках крови соответственно. Аллель А rs11065987 генов ATXN2/BRAP, аллель А rs11669386 гена CARD8, аллель G rs2284033 гена IL2RB и аллель G rs11191582 гена NT5C2 ассоциированы с риском развития артериальной гипертензии. Данные варианты изменяют аффинность транскрипционных факторов Hoxa9, Irf, RORalpha1 и HMG-IY, а также экспрессию генов ALDH2, CARD8, NT5C2, ARL3 и SFXN2 в клетках крови, сосудах и сердце. Риск развития коморбидного фенотипа БА и АГ ассоциирован с аллелем А rs7038716 и аллелем Т rs7025144 генов TLR4/AL160272.2, аллелем А – rs1010461 гена ANG и аллелем С – rs2022318 генов ABTB2/САТ. Варианты rs7038716 и rs7025144 изменяют экспрессию гена TLR4 в клетках крови, а rs1010461 и rs2022318 – генов ANG и RNASE4, CAT и ABTB2 в клетках крови, легких, сосудов и сердца.
Ключевые слова: бронхиальная астма; артериальная гипертензия; коморбидность; SNP; регуляторный потенциал.
Для цитирования: Гончарова И.А., Брагина Е.Ю., Жалсанова И.Ж., Фрейдин М.Б., Назаренко М.С. Регуляторный потенциал SNP-маркеров генов, ассоциированных с бронхиальной астмой, артериальной гипертензией и их коморбидным фенотипом. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):855-863. DOI 10.18699/VJ21.099

Аннотация. К настоящему времени показана ассоциация дисбаланса кишечной микробиоты с различными заболеваниями человека, включая не только патологии желудочно-кишечного тракта, но и нарушения иммунной системы. Однако, несмотря на значительный объем накопленных данных, многие ключевые вопросы до сих пор остаются без ответа. Описаны различия в микробных сообществах кишечника в зависимости от возраста больных, типа питания и региона проживания. Учитывая ограниченность данных о составе микробиоты кишечника при язвенном колите (ЯК) и синдроме раздраженного кишечника (СРК) у пациентов из регионов Сибири, а также отсутствие сведений о кишечной микробиоте больных бронхиальной астмой (БА), цель исследования – оценка биоразнообразия кишечного микробиома пациентов с СРК, ЯК и БА в сравнении с таковым здоровых добровольцев (ЗД). Проведена сравнительная оценка биоразнообразия и таксономической структуры микробиома содержимого кишечника пациентов с СРК, ЯК, БА и ЗД, определенных на основании 16S рРНК-последовательностей бактериальных генов. В четырех выборках доминировали последовательности типов Firmicutes и Bacteroidetes. Третьи по встречаемости во всех группах – последовательности типа Proteobacteria, членами которого являются патогенные и условно-патогенные бактерии. Последовательности типа Actinobacteria были в среднем четвертыми по встречаемости. Результаты показали наличие дисбиоза в образцах пациентов по сравнению со здоровыми участниками. Соотношение Firmicutes/Bacteroidetes в выборках СРК и ЯК уменьшилось относительно ЗД, а в группе БА – увеличилось. В образцах пациентов с заболеваниями кишечника (СРК и ЯК) обнаружено увеличение доли последовательностей типа Bacteroidetes и уменьшение доли последовательностей класса Clostridia, а также семейства Ruminococcaceae, но не Erysipelotrichaceae. В выборках СРК, ЯК и БА отмечено достоверно больше в сравнении с ЗД последовательностей Proteobacteria, включая Methylobacterium, Sphingomonas, Parasutterella, Halomonas, Vibrio, а также последовательности Escherichia и Shigella. В кишечном микробиоме взрослых пациентов с БА выявлено уменьшение доли последовательностей Roseburia, Lachnospira, Veillonella, однако доля последовательностей Faecalibacterium и Lactobacillus была такой же, как и у здоровых участников. Впервые получены данные о существенном увеличении доли последовательностей Halomonas и Vibrio в кишечном микробиоме пациентов с бронхиальной астмой.
Ключевые слова: микробиом; 16S рРНК-последовательности; язвенный колит; синдром раздраженного кишечника; бронхиальная астма.
Для цитирования: Тикунов А.Ю., Швалов А.Н., Морозов В.В., Бабкин И.В., Селедцова Г.В., Волошина И.О., Иванова И.П., Бардашева А.В., Морозова В.В., Власов В.В., Тикунова Н.В. Таксономический состав и биоразнообразие кишечного микробиома пациентов с синдромом раздраженного кишечника, язвенным колитом и бронхиальной астмой. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):864-873. DOI 10.18699/VJ21.100

Аннотация. С целью предотвращения потерь урожая сельскохозяйственных культур от наиболее опасных и экономически значимых патогенных организмов нужно не только проводить контроль генофонда вирулентности, но и изучать характер изменчивости патогенов, определять потенциальную возможность появления новых генов и рас. Для этого необходимы централизованные коллекции живых культур, характеризующиеся набором стабильных штаммов для обеспечения фитопатологических, иммунологических, селекционных, генетических, токсикологических, паразитологических и других исследований. Государственная коллекция фитопатогенных микроорганизмов Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии – государственный депозитарий фитопатогенных микроорганизмов, непатогенных для человека и сельскохозяйственных животных. В настоящее время она насчитывает более 4500 единиц хранения патогенных для растений штаммов – грибов, оомицетов, бактерий, вирусов, фитоплазм – и ежегодно пополняется. С этой целью было проведено изучение межвидового и внутривидового генетического разнообразия фузариевых грибов в агроэкосистемах Краснодарского края. В 2020 г. Государственная коллекция фитопатогенных микроорганизмов была пополнена штаммами 13 видов грибов рода Fusarium, выделенными из тканей растений озимой пшеницы из нескольких районов Краснодарского края. В комплексе фузариевых грибов озимой пшеницы наиболее часто выявляли Fusarium oxysporum, F. culmorum, F. lolii, F. graminearum, F. fujikuroi, F. sporotrichioides и др. Отмечено влияние предшественника озимой пшеницы на частоту выделяемых видов грибов рода Fusarium. После серии моноконидиальных клонирований изолятов в коллекцию был отобран 21 штамм грибов разных видов со стабильными морфолого-культуральными признаками и известными патогенными и фитотоксичными свойствами. Патогенная активность у грибов как между видами Fusarium, так и в пределах одного вида существенно различалась: от отсутствия признаков влияния споровых суспензий на развитие проростков до полного их угнетения. Фитотоксическая активность в отношении проростков пшеницы варьировала от средней до высокой. Наибольшую опасность для проростков пшеницы представляют виды, обладающие высокой интенсивностью проявления фитотоксической активности, так как они способствуют накоплению опасных фитотоксинов в тканях растений.
Ключевые слова: коллекции микроорганизмов; микромицеты; генетическое разнообразие; озимая пшеница; фитопатогены; Fusarium.
Для цитирования: Жемчужина Н.С., Киселева М.И., Коломиец Т.М., Аблова И.Б., Глинушкин А.П., Елизарова С.А. Выявление разнообразия микромицетов рода Fusarium в агроэкосистемах равнинной части Северного Кавказа для пополнения Государственной коллекции фитопатогенных микроорганизмов ФГБНУ ВНИИФ. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8):874-881. DOI 10.18699/VJ21.101

Аннотация. Объектами исследования являлись рекомбинантные штаммы Komagataella phaffii K51, несущие интегрированный в их геном гетерологичный ген протеиназы К (PK-w) из Tritirachium album, а также препарат рекомбинантной протеиназы К, полученный из этих штаммов. Целью работы было изучение возможности получения рекомбинантных штаммов K. phaffii K51, обеспечивающих высокий уровень синтеза функционально активной протеиназы К из T. album, и анализ ферментативной активности полученного рекомбинантного энзима. В работе использованы методы компьютерного анализа первичной структуры гена протеиназы К, молекулярнобиологические методы (ПЦР, электрофорез ДНК в агарозных гелях, электрофорез белков в SDS-ПААГ в денатурирующих условиях, спектрофотометрия, методы количественного определения активности протеаз), генно-инженерные методы (методы клонирования и селекции генов в бактериальных клетках Escherichia coli str. TOP10 и в метилотрофных дрожжах K. phaffii str. K51). Спроектирован ген природной протеиназы К (PK-w), оптимизированный для экспрессии в дрожжах K. phaffii K51. Осуществлены синтез и клонирование синтезированного гена протеиназы К в составе вектора pPICZα-A в клетках E. coli str. TOP10. Ген протеиназы К встроен в векторную плазмиду pPICZα-A таким образом, чтобы на последующем этапе переклонирования в клетках дрожжей обеспечить его эффективную экспрессию под контролем промотора и терминатора гена AOX1, а продукт экспрессии клонированного гена содержал сигнальный пептид альфа-фактора Saccharomyces cerevisiae для обеспечения секреции белка в культуральную жидкость. Проведено переклонирование рекомбинантной плазмиды (pPICZα-A/PK-w) в клетках дрожжей K. phaffii str. K51. Получен рекомбинантный штамм K. phaffii K51, несущий синтетический ген протеиназы К и обеспечивающий его экспрессию в дрожжах и секрецию в культуральную среду. Приблизительный выход рекомбинантной протеиназы К после четырех суток культивирования дрожжевых рекомбинантных клонов составил 25 мкг/мл. Полученный препарат рекомбинантной протеазы обладает высокой удельной протеолитической активностью, составляющей ~5000 Ед/мг.
Ключевые слова: протеиназа К; клонирование гена; Komagataella phaffii; экспрессия гена; активность фермента.
Для цитирования: Беклемишев А.Б., Пыхтина М.Б., Куликов Я.М., Горячковская Т.Н., Бочков Д.В., Сергеева С.В., Васильева А.Р., Романов В.П., Новикова Д.С., Пельтек С.Е. Получение рекомбинантного штамма Komagataella phaffii – продуцента протеиназы К из Tritirachium album. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(8): 882-888. DOI 10.18699/VJ21.102

Abstract. Cerebral organoids are three-dimensional cell-culture systems that represent a unique experimental model reconstructing early events of human neurogenesis in vitro in health and various pathologies. The most commonly used approach to studying the morphological parameters of organoids is immunohistochemical analysis; therefore, the three-dimensional cytoarchitecture of organoids, such as neural networks or asymmetric internal organization, is difficult to reconstruct using routine approaches. Immunohistochemical analysis of biological objects is a universal method in biological research. One of the key stages of this method is the production of cryo- or paraffin serial sections of samples, which is a very laborious and time-consuming process. In addition, slices represent only a tiny part of the object under study; three-dimensional reconstruction from the obtained serial images is an extremely complex process and often requires expensive special programs for image processing. Unfortunately, staining and microscopic examination of samples are difficult due to their low permeability and a high level of autofluorescence. Tissue cleaning technologies combined with Light-Sheet microscopy allows these challenges to be overcome. CLARITY is one of the tissue preparation techniques that makes it possible to obtain opaque biological objects transparent while maintaining the integrity of their internal structures. This method is based on a special sample preparation, during which lipids are removed from cells and replaced with hydrogel compounds such as acrylamide, while proteins and nucleic acids remain intact. CLARITY provides researchers with a unique opportunity to study three-dimensional biological structures while preserving their internal organization, including whole animals or embryos, individual organs and artificially grown organoids, in particular cerebral organoids. This protocol summarizes an optimization of CLARITY conditions for human brain organoids and the preparation of Light-Sheet microscopy samples.
Key words: cerebral organoids; CLARITY; Light-Sheet microscopy; immunohistochemistry; tissue clearing; tissue imaging.
For citation: Shnaider T.A., Pristyazhnyuk I.E. CLARITY and Light-Sheet microscopy sample preparation in application to human cerebral organoids. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021;25(8):889-895. DOI 10.18699/VJ21.103