На основі аналізу історичних джерел висвітлено основні етапи становлення сортовипробувальної мережі в Україні за останні сто років - від витоків і до сьогодення. Узагальнено досвід у галузі сортовипробування державної системи з охорони прав на сорти рослин і Українського інституту експертизи сортів рослин як експертного закладу з проведення комплексу польових і лабораторних досліджень у процесі науково-технічної експертизи сортів рослин. Опрацьовано та систематизовано архівні документи, оригінальні світлини, спогади ветеранів і пам'ятки про історичні особистості. Матеріал подано у вигляді історичних нарисів.

На основі джерел та публікацій досліджується внесок професора І. М. Єремеєва у розвиток вітчизняної науки та практики. Актуальність теми дослідження зумовлена тим, що рушійною силою соціально-економічного рівня країни є розвиток науки й техніки. Досягнення вітчизняних науковців є одним із визначальних факторів технічного прогресу та економічного розвитку держави. Методолологічну основу дослідження становлять загальнонаукові принципи та методи. В процесі дослідження проаналізовано наукову діяльність видатного вченого-селекціонера - І. М. Єремеєва по створенню пластичних, життєстійких, високобілкових і високоврожайних сортів, розробці теоретичних основ і методів селекційного процесу. Наголошено, що в історію селекції він ввійшов як провідний співавтор озимої пшениці "Українка 0246", яка є гордістю вітчизняної селекції й візиткою України. Відзначено, що в 1920 р. сорт отримав свою назву, був районований у 1929 р., а у 1956 р. - затверджений ООН як міжнародний стандарт для сильних пшениць, завдяки високій урожайності та добрим хлібопекарським якостям, став важливою статтею радянського експорту та визнаним світовим стандартом якості хліба. Зазначено, що "Українка 0246" використовувалась у схрещуванні безпосередньо та через виведені з її участю сорти. Її нащадками є понад 300 сортів. З'ясовано, що під керівництвом І. М. Єремеєва Ленінградською селекційною станцією виведено й передано держкомісії на випробування сорти пшениці, вівса, ячменю й гороху, районовано озиму пшеницю ДС 2444, ярі - Тулун 3А/32 і Тулун 70В/8 та гречку Альгаузен, проте головним досягненням життя І. М. Єремеєва є створення й поширення "Українки 0246".

Висвітлено історію розвитку та методи генетики. Викладено молекулярні основи спадковості. Подано інформацію про характер успадковування різних типів ознак, механізми мінливості. Надано відомості про генетику онтогенезу, генетику популяцій, генетичні основи селекції та генетичну інженерію. Увагу приділено закономірностям успадковування ознак, законам Г. Менделя, позахромосомному (цитоплазматичному) успадковуванню, мутаційній теорії та класифікація мутацій.

Проведено дослідження біорізноманіття диких видів рослин Полтавської області. Визначено, що нині в Полтавській області як центрі аграрно-промислового розвитку відбуваються зміни видового складу та поширення рослин. Домінуючими стали угруповання агрокультурної рослинності та польових бур'янів, рудеральної рослинності, штучних деревних насаджень. Мета статті - виявлення місць зростання та збір зразків для збереження генетичного різноманіття дикорослої флори Полтавської області. Методика дослідження включала обстеження ценозів, збір насіння кормових, лікарських, технічних, овочевих і декоративних культур під час експедицій у середині серпня. Окремо відмічали осередки червонокнижних та регіонально рідкісних рослин. Дослідження розпочалися 2016 р. в межах пошукової програми - "Залучення до Національного генбанку рослинних форм народної селекції та диких споріднених видів культурних рослин, адаптованих до умов центрального Лісостепу України" та тривають дотепер. За цей період було зібрано 254 зразки культур, а загальна довжина маршруту склала 580 км. На виконання цього завдання було організовано та проведено комплекс робіт із експедиційного обстеження територій природно-заповідного фонду, природно-історичних святинь (курганів та ін.) та пам'яток садово-паркового мистецтва в межах Полтавської області. Вивчення рослинного покриву історичних пам'яток: курганів, майданів та могильників свідчить про те, що переважно представлена збережена у природному стані та цінна в науковому відношенні рослинність та флора. При узагальненні зібраних даних встановлено, що власне степова рослинність збереглася на верхівках або валоподібних підвищеннях історичних пам'яток, насамперед, тих, на яких знаходяться (або знаходилися) геодезичні знаки. Залучений насіннєвий і посадковий матеріал характеризується показниками адаптивності до стресових факторів середовища, стійкості до біотичних чинників. Цінними є зразки дикорослих кормових бобових і злакових трав, диких родичів олійних культур, диких родичів технічних культур та ін. Зібрані зразки передано в ресурсні підрозділи установ-виконавців НТП "Генофонд рослин", що спеціалізуються на відповідних культурах, для поглибленого вивчення за господарськими і біологічними ознаками та властивостями, подальшого включення кращих із них до Національного генбанку рослин України та використання в селекційних, наукових та інших програмах установами України. Цінність матеріалу полягає в тому, що він є ендемічним українським, отже адаптований до умов України. Результати експедиції свідчать про доцільність подальшого обстеження, охоплюючи інші населені пункти України та залучаючи більш широке різноманіття видів.

Встановлено, що багато фенотипічних та генотипічних змін, знайдених серед рослин, що пройшли стадію неорганізованого росту, є наслідком культивування in vitro. Генетична природа та механізми виникнення соматичних змін поки ще мало вивчені. Представлено літературне узагальнення вивчення основних селективних факторів, що сприяють успішному добору стійких проти стресів індивідуумів.

У ювілейній статті до 75-річчя ІФРГ НАН України представлено сучасний стан, принципи і методи генетичного поліпшення рослин та основні досягнення науковців Інституту фізіології рослин і генетики НАН України в цьому напрямі. Зроблено ретроспективний огляд відкриттів учених, удостоєних Ленінської премії, Державних премій СРСР та України в галузі науки і техніки, високих урядових нагород. Узагальнено наукові дані стосовно генетичної загрози, яка виникла внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС та техногенного забруднення довкілля. Детально висвітлено практичні здобутки в галузі гетерозисної та мутаційної селекції злаків, використання молекулярних маркерів, генетичної інженерії та віддаленої гібридизації. Наведено результати вивчення і впровадження в програми селекційно-генетичних досліджень нових генів і генетичних систем, що впливають на кількісні та якісні характеристики зерна. Приділено увагу інноваційним розробкам Інституту, зокрема новим високопродуктивним сортам озимої пшениці та гібридам кукурудзи, які широко висівають в Україні та за її межами, їх трансферу в аграрне виробництво.

Викладено основні поняття, принципи та завдання лабораторної справи в агрономії, висвітлено сучасні дані щодо теоретичних і практичних питань із дисциплін, на яких базується лабораторна справа. Розглянуто теоретичні та практичні основи клітинної і молекулярної біології, генетичної інженерії, молекулярної вірусології, діагностики та ідентифікації ГМО, ДНК-паспортизації, генетики імунітету проти хвороб і шкідників, інструментальні методи аналізу (потенціометрія й електрометрія, електрофорез, хроматографія, спектроскопія і світлова мікроскопія). Зазначено, що історія лабораторної справи заслуговує на особливу увагу. Визнано, що сучасна лабораторна практика в агрономії розгалужена й об'єднує широке коло окремих і спеціальних дисциплін та разом із тим, усі ці дисципліни об'єднуються загальними поняттями і закономірностями, що становлять єдиний фундамент всієї лабораторної практики. Такий аспект викладення і є ключовим у пропонованому посібнику.

Наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення проблеми використання мікроклонального розмноження видів рослин in vitro для звільнення від різного виду інфекції: бактеріальної, грибної та вірусної, збереження рослин у стані ювенілізації з урахуванням специфічного прояву їх біологічних осбливостей та постасептичної адаптації. Доведено можливість нівелювання апікального домінування за використання цитокінінів: БАП (0,5 мг/л) на фоні ІМК (0,25 мг/л). Визначено, що фітотоксичність БАП можна знизити використовуючи гібереліни. Розроблено заходи для мінімізації гіпергідратації пробіркових рослин. Виявлено вплив цитокінів на бульбоутворення картоплі in vitro. Зазначено, що культивування картоплі на середовищі з картопляним крохмалем або екстрактом бульб, замість сахарози й агару, позитивно вплинуло на розвиток кореневої системи, столонів, зменшило період від живцювання до бульбоутворення, а у картоплі, ожини кращий ріст і розвиток рослин in vitro спостерігався після заміни халатної форми заліза в середовищі Мурасіге і Скуга на добриво Ferrileme 4.8 Orto-Orto. Доведено позитивний вплив на ризогенез хости in vitro збільшення фотоперіоду з 8 до 16 годин на добу, а також заміна ІОК (1–5 мг/л) на ІМК (1–5 мг/л). Не виявлено істотної різниці в прояві показників коренеутворення у сорту хости Патріот після заміни активованого вугілля (1,5 г/л) на деревне (2,5 г/л). Виявлено, що для приживлення живців під час постасептичної адаптації регенерантів сорту картоплі Подолянка кращими субстратами були гідрогелі та перліт.

Зазначено, що перші методи мікроклонального розмноження (МКР) розроблено понад століття тому, сьогодні МКР комерціалізоване для багатьох культур. Підкреслено, що часто розробка технологічного протоколу потребує тривалого часу, а сучасний ритм економіки вимагає швидкого реагування лабораторій in vitro на попит ринку. Тому актуальними є готові протоколи розмноження конкретних культур, це дозволяє підприємцям-виробникам уникнути витрат коштів і часу на дослідження. Представлено протоколи технологій культивування in vitro поширених декоративних, лісових і сільськогосподарських рослин.

Індекс рубрикатора НБУВ: П131.7 + Е50*440*801-658.74-640.2

Рубрики:

Методи селекції культурних рослин за морфологічними, фізіологічними та господарськими ознаками

Загальна ботаніка

Шифр НБУВ: Ж61831 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены результаты применения статистических методов (главных компонент и кластерного анализа) при изучении физиолого-биохимических показателей растений в связи с проблемами устойчивости к различным факторам среды и селекции. Показано, что использование таких методов в области физиологии и биохимии растений все еще недостаточно. Одной из причин является сложность и не всегда понятная биологическая интерпретация математических преобразований результатов исследования. При этом также следует учитывать, что, во-первых, использование таких методов может приводить к частичной потере данных (могут учитываться не все возможные варианты связей между изученными параметрами), а, во-вторых, статистические методы основаны на том, что изучаемые признаки подчиняются так называемому нормальному распределению, что не всегда соответствует биологическим процессам, явлениям и объектам. Тем не менее, такие подходы к обработке результатов могут быть полезны для обнаружения новых взаимосвязей между известными физиолого-биохимическими характеристиками растений. Это важно для преодоления субъективности в толковании результатов исследования и выявления вклада (и/или специфичности) отдельных показателей в устойчивость растений к стрессорам разной природы. Приведены примеры применения метода главных компонент и кластерного анализа в конкретных исследованиях. Показано, что первый метод используется в меньшей степени, так как его применение требует определенного навыка при анализе результатов. Метод кластерного анализа применяют более часто, поскольку он позволяет построить достаточно ясную иерархическую структуру между исследованными параметрами, а также обнаружить наибольшую близость (взаимосвязь) между изученными показателями или объектами. Показано, что метод кластерного анализа может быть успешно использован при решении задач, связанных с выбором наиболее подходящих форм растений для дальнейшей селекционной работы, а также при оценке взаимосвязей и потенциальных взаимозависимостей между физиолого-биохимическими показателями растений в условиях стресса.

В огляді проаналізовано поширення біотехнологічних культур у світі протягом останніх 22 років. Показано, що зберігається стійка тенденція до зростання площ, на яких вирощують генетично модифіковані рослини. Провідними виробниками біотехнологічних сільськогосподарських культур залишаються фермери США. Також активно збільшуються площі, зайняті генетично модифікованими рослинами, у країнах, які розвиваються. Серед трансгенних культур чільне місце займають соя, бавовна, кукурудза і ріпак. У багатьох державах використання зареєстрованих генетично модифікованих ліній рослин дозволено тільки для виробництва кормових сумішей та біопалива. Однак аналіз даних лабораторій з оцінки якості продукції свідчить, що кількість зразків із вмістом трансгенних компонентів в Україні щорічно зростає. Саме неконтрольоване вирощування біотехнологічних культур може бути джерелом надходження їх до складу продукції харчової промисловості. У наведеному матеріалі проведено огляд експериментальних робіт учених різних країн щодо безпечності споживання тваринами трансгенних рослин. Попри тривале використання генетично модифікованих рослин, їх вплив на організм тварин та людини є неоднозначним і маловивченим. Недостатньо даних щодо безпечності трансгенних культур для організму тварин у динаміці поколінь. Періодично у незалежних авторів з'являються повідомлення про різні фізіологічні та генетичні порушення, які фіксуються у дослідних тварин; однак вони є неоднозначними і жорстко критикуються прибічниками поширення біотехнологічних рослин. Відповідно, існує необхідність у багатосторонніх довготривалих дослідженнях поколінь лабораторних тварин, щоб із впевненістю говорити про віддалені наслідки впливу на живі організми генетично модифікованих рослин та продуктів їх переробки.

Індекс рубрикатора НБУВ: П131.986 + П212.1-31

Рубрики:

Генетична інженерія культурних рослин. Генетично модифіковані рослини

Пшениця

Шифр НБУВ: РА433792 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Здійснено стислий історичний огляд застосування заорювання в грунт зеленої маси рослин або сидерації в якості зеленого добрива. Акцентовано увагу щодо надмірної сучасної інтенсифікації сільськогосподарських угідь, застосування монокультур що негативно впливає на родючість грунтів, якість урожаю та погіршення екологічних умов загалом. Детально розглянуто методологію практичного використання алелопатичних підходів, а також перспективи і шляхи подальшого їх використання у науковій агрономії, рослинництві, лісівництві, луківництві та інших прикладних біологічних науках. Проаналізовано наукові напрями з проблем алелопатії, надано коротку характеристику розробкам, що проводилися вітчизняними вченими у другій половині XX - початку XXI ст. Зроблено висновки, що використання отрутохімікатів, мінеральних добрив тощо сприяє руйнації природних зв'язків, збіднює біорізноманіття в агроценозах, посилює негативний вплив на грунт, що відбивається на всіх взаємодіючих складових агроландшафтів. Наголошено на необхідності зміни сучасної агрохімічної концепції землеробства на агробіологічну.

Охарактеризовано транскрипційні фактори NAC-субродини, розглянуто ефективність їх використання в молекулярних біотехнологіях для підвищення рівня стійкості культурних рослин до осмотичних стресів.

Розглянуто тенденції розвитку біотехнологій на глобальному рівні. Вивчено позицію України щодо вирощування та використання генетично модифікованих оргагізмів (ГМО). Досліджено перспективи запровадження ГМО та потенційні ризики, пов'язані з їх вирощуванням і використанням.

З'ясовано вплив стимуляторів росту на насіннєву продуктивність батьківських форм кукурудзи. Досліджено життєздатність та життєвість насіння гречки залежно від генетичного потенціалу сорту, умов формування та терміну зберігання. Вивчено вміст клейковини в зерні сортів і гібридних популяцій пшениці спельти. Приділено увагу створеню відновлювачів фертильності стійких до гербіциду трибенуронметилової групи. Визначено напрями селекції овочевих культур. Виконано філогенетичний аналіз ліній цукрової кукурудзи на основі MAS-добору за допомогою SSR-маркерування. Охарактеризовано потенціал міжвидових гібридів картоплі, їх беккросів за столовими якостями.

Проаналізовано дослідження, проведені в Державному науково-дослідному контрольному інституті ветеринарних препаратів та кормових добавок упродовж 2016 р., щодо наявності та розповсюдження ГМ-ліній у рослинній сировині та кормах для тварин, що надходили від господарств різної форми власності Львівської області. Встановлено, що найпоширенішими генетично модифікованими були соя, соєва макуха, ріпак та комбікорми для сільськогосподарських тварин. Дослідження рослинної сировини на наявність ГМО проводили за методом полімеразної ланцюгової реакції у режимі реального часу (ПЛР-РЧ), шляхом встановлення в них цільових послідовностей промотора 35S вірусу мозаїки цвітної капусти (CaMV), промотора FMV і (або) термінатора NOS (T-NOS) T1 плазміди Agrobacterium tumefaciens, Pat, EPSPS, Cry 3A, а також проведено видову ідентифікацію позитивних зразків. Оскільки проблема біобезпеки і оцінки потенційних ризиків від використання ГМО ще остаточно не вивчена, тому гострою необхідністю постає питання постійного проведення моніторингу рослинної сировини та посівного матеріалу на наявність генетично модифікованих організмів з метою простежування ситуації щодо поширення ГМО в Україні.

Індекс рубрикатора НБУВ: П131 + П040.32

Рубрики:

Селекція та генетика культурних рослин

Фосфорні добрива

Шифр НБУВ: Ж61831 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета. Здійснити огляд літератури про сучасні технології генетичної модифікації геномів сільськогосподарських культур. Результати. Проаналізовано сучасний стан створення генетично модифікованих рослин. Подано інформацію про цис-, інтра- та субгенні рослини та порівняння їх з трансгенними культурами. Наведено приклади застосування цис- та інтрагенезу для поліпшення ознак сільськогосподарських культур. Розглянуто найсучаснішу технологію модифікації геномів сільськогосподарських культур – геномне редагування. Висновки. Технології створення цис-, інтра-, субгенних рослин швидко розвиваються й впроваджуються в сільськогосподарських культурах ХХІ ст., що може розв’язати проблему забезпечення продовольством постійно зростаючого населення світу з найменшими суперечностями суспільних інтересів.

Цель. Сделать обзор литературы о современных технологиях генетической модификации геномов сельскохозяйственных культур. Результаты. Проанализировано современное состояние создания генетически модифицированных растений. Приведена информация о цис-, интра- и субгенных растениях и их сравнение с трансгенными культурами. Представлены примеры применения цис- и интрагенеза для улучшения признаков сельскохозяйственных культур. Рассмотрена самая сов­ременная технология модификации геномов сельскохозяйственных культур – геномное редактирование. Выводы. Технологии создания цис, интра-, субгенних растений быстро развиваются и внедряется в сельскохозяйственных культурах ХХІ в., что может решить проблему обеспечения продовольствием постоянно растущего населения мира с наименьшими противоречиями общественных интересов.

Purpose. Reviewing the literature on modern technologies of genetic modification of crop genomes. Results. The current state of genetically modified plants creation is analyzed. The information on cis-, intra- and subgenic plants and their comparison with transgenic crops is given. Examples of cis- and intragenesis application for improving characteristics of crops are provided. Such state-of-the-art technology of crop genome modification as genome editing is considered. Conclusions. Technologies forproducing cis-, intra-, subgenic plants are rapidly developing and resulting in crops of the 21st century that can solve the problem of food provision for a constantly growing world population with the least contrary to the public interest.