Лаборатория генетики и цитологии

ЛАБОРАТОРИЯ ГЕНЕТИКИ И ЦИТОЛОГИИЗаведующий – Домблидес Артур Сергеевич, кандидат с.-х. наук

Лаборатория организована в 1972 году на базе лаборатории цитологии, существовавшей с 1933 года. Цель её создания – разработка теоретических и методических вопросов селекции с изучением генетических и цитоэмбриологических особенностей овощных растений.
Исследования проводили учёные-цитологи, кандидаты наук – И.В. Полумордвинова, З.Т. Валеева, научный сотрудник Г.С. Шевченко; генетики, кандидаты наук – Н.А. Юрьева, И.В. Титова, В.А. Василевский, Л.В. Старцева, И.Т. Двоенко, С.В. Жевора, А.Н. Логунов, Е.А. Домблидес; научные сотрудники – В.А. Попова, В.В. Щербакова, Л.В. Пыжьянова, агроном И.А. Августь. В лаборатории разрабатывали генетические и цитологические методы создания исходного материала, изучалась частная генетика овощных культур.
     В настоящее время научный потенциал лаборатории составляют: и.о. заведующего лабораторией, кандидат с.-х. наук А.С. Домблидес (ДНК идентификация); доктор с.-х. наук, профессор Н.И. Тимин (вопросы общей, частной генетики овощных культур); кандидаты с.-х. наук Л.Ю. Кан (цитологические исследования, генетика луковых культур); В.С. Романов (генетика луковых культур, различных видов и многолетних луков); старший научный сотрудник О.И. Золотарева (генетика салата); младший научный сотрудник О.В. Павлова (культура моркови и салата) и лаборант Ф.Н. Булякова (помощь в проведении полевых и тепличных экспериментальных работ).

Основные направления научной деятельности:
1. Изучение генетических ресурсов, пополнение и поддержание коллекции видов и селекционных образцов овощных растений; получение на её основе новых форм с комплексом полезных признаков.
2. ДНК идентификация видов и сортов овощных растений.
3. Изучение генетики хозяйственно ценных признаков овощных растений, ДНК маркирование признаков. Селекция на продуктивность и качество.
4. Поиск и создание форм, устойчивых к болезням и вредителям.
5. Цитологические исследования, изучение хромосом различных видов, диких форм и межвидовых гибридов.
 Основными объектами исследований являются:
Представители семейств: Apiaceae (морковь Daucus carota L. и др.), Asteraceae (салат – Lactuca L., виды – L. serriola L., L. saligna, L. virosa, L. scariolla, L. sativa), Brassicaceae (Brassica L., Raphanus L.), Alliaceae (виды рода Allium L., многолетние луки).     Методы исследований:
Морфологическое описание, оценка исходного материала.
Межвидовые скрещивания, близкородственные скрещивания, генетический анализ популяций.
Биотехнологические – культура спасения зародышей, экспериментальный апомиксис.
ДНК методы, ПЦР идентификация.
Молекулярно-цитологическое изучение хромосом.
Оценка устойчивости растений.
Биохимические характеристики.     Все исследования проводятся совместно с селекционными и теоретическими лабораториями института.
     Использование генетических ресурсов овощных растений открывает большие возможности для получения новых форм с хозяйственно ценными признаками. Для определения оптимального состава видов лука, которые могут быть использованы в межвидовых скрещиваниях, проводятся исследования по поиску генетического сходства и степени различия между родительскими формами. Классификация видов лука позволяет очертить круг потенциально необходимых генотипов, которые могут быть включены для получения новых межвидовых форм. Гибриды между луком репчатым (Allium cepa L.) и другими представителями рода Allium (A. fistulosum L., A. roylei Stearn, A. galantum, A. schoenoprasum), обладали новыми свойствами, особенно, устойчивостью к болезням.
     Проводятся исследования по внедрению видов моркови Daucus halophilus Brot, Daucus guttatus Sm., Daucus broteri Ten., Daucus maximus Desf, и др. в межвидовые скрещивания для получения новых форм с высокой продуктивностью и устойчивостью к болезням.
В качестве генетических источников устойчивости к ряду болезней салата используют его дикорастущие виды – L. saligna L., L. serriola L., L. livida L., L. virosa L., обладающие устойчивостью к вирусам.
     Созданы и поддерживаются линии моркови – генетические источники высокой комбинационной способности по продуктивности, раннеспелости, устойчивости к альтернариозу, интенсивно оранжевой окраске корнеплода и высокому содержанию каротина. Идентифицированы линии А с ЦМС двух типов, фертильные инбредные линии В и С, и на их основе получен гетерозисный гибрид Надежда.
     На базе лаборатории проводится ДНК идентификация овощных культур. Для исследования малоизученных растительных геномов применяют ультилокусные ДНК методы, которые позволяют классифицировать селекционные образцы согласно изменчивости в их геномных последовательностях. Получены данные о видовой и сортовой изменчивости образцов, с использованием микросателлитных (SSR), межмикросателлитных (ISSR) и случайно амплифицированных (RAPD) маркеров, позволяющие судить о генетической близости или отдаленности сортов и форм лука, моркови, капусты. ДНК маркирование признаков проводят с использованием различных протоколов для ПЦР. Анализ продуктов амплификации осуществляют на основе капиллярного, агарозного и ПААГ разделения.
     ДНК маркеры также позволяют контролировать создание гибридных поколений в результате скрещиваний видов, на примере межвидовых гибридов лука, моркови, и изучать генетическую однородность растений, входящих в инбредную линию или сорт.

Электрофореграммы продуктов амплификации ДНК видов и сортов лука. Слева направо: A. altaicum Pall. (ВНИИССОК), A. altaicum Pall (ВНИИССОК 62), A. fistulosum L. (Красавец), A. subhirsutum , A. obliguum L., A. polyphyllium Kar. & Kir , A. hymenorhisum Ledeb., A. nutans L. (BIN), A. schoenoprasum L. (BIN 1356), A. schoenoprasum L. (ВНИИССОК), А. schoenoprasum L. (Ставрополь), A. nutans L., A. angulosum L., A. odorum L. (Звездочет); сорта A. cepa: L. Азелрос, Глобус, Колобок, Кучум, Спутник, Альба, Альвина, Черный Принц.

В семействе Brassicaceae Burnett, с использованием стандартной и мультиплексной ПЦР, были идентифицированы семь различных типов цитоплазмы (Ogura, Ogu-NWSUAF, nap, pol, cam, rad, ole) у 40 селекционных образцов. Расшифровка нуклеотидной последовательности продуктов, дифференцирующих различные типы стерильности цитоплазмы, подтвердила наличие в митохондриальной ДНК (мтДНК) исследуемых стерильных образцов локусов генов, связанных c проявлением признака ЦМС. Продолжается работа по поиску маркеров, сцепленных с Rf-генами – восстановителями фертильности у растений рода Brassica L. и рода Raphanus L.

Мультиплексная ПЦР на основные типы стерильной цитоплазмы у растений рода Brassica L. и рода Raphanus L.

На основе генетического анализа изучается наследование окраски коры и сердцевины, форма корнеплода, показатели продуктивности, мужская стерильность. Получены линии с различной фотопериодической реакцией репродуктивного периода развития и продолжительности вегетационного периода.
     У культуры лука большое внимание уделяется таким признакам, как форма луковицы, окраска наружных чешуй, фотопериодическая реакция репродуктивного периода развития, устойчивость к болезням.
На основе комплексной оценки выделены формы моркови как генетические источники, сочетающие высокую устойчивость к комплексу патогенов из родов Alternaria, Fusarium, c хозяйственно ценными признаками. Наиболее важными для селекции являются рекомбинантные формы, обладающие новым сочетанием генов устойчивости к болезням с ценными признаками (цилиндрической формой с тупоконечным основанием, оранжевой окраской корнеплода).
     В культуре салата практический интерес для селекции представляют 10 образцов из группы относительно устойчивых, включающих дикорастущие виды и три межвидовых гибрида. Проведенные исследования позволили выделить слабовосприимчивые формы, характеризующиеся высокой продуктивностью, товарностью, хорошими вкусовыми качествами, которые могут быть рекомендованы как ценный материал для дальнейшей селекционной работы.
     С помощью цитологического анализа проводится идентификация хромосомного состава дикорастущих и малораспространённых видов лука, моркови, салата, а также идентификация хромосом межвидовых гибридов. Ведется изучение особенностей мейотического деления клеток у межвидовых гибридов лука, моркови, салата с целью идентификации и определения хромосомного состава гибридов.
     Проводятся исследования по биохимическому составу у образцов салата, который определяется сортовыми особенностями, уровнем влагообеспечения и в значительной степени изменяется под влиянием окружающей среды. Поэтому уровень содержания сухого вещества, витамина С, хлорофилла, каротиноидов в листьях салата нестабилен. Результаты биохимического анализа варьировали незначительно, межвидовые гибриды по своим показателям были близки к родительским культурным сортам. Также проводятся исследования по изучению биохимического состава межвидовых гибридов лука, в некоторых случаях имеет место улучшение ценных качественных показателей. Биохимическая оценка позволяет проводить селекцию на качество.
     За годы работы сотрудниками лаборатории получены патенты на сорта салата: Изумрудный, Алекс, Творец; сорт лука батуна Изумрудный; лука репчатого Золотые купола и Цепариус; на селекционные линии моркови. Вручены также авторские свидетельства на сорта салата: Новогодний, Малахит, Коралл; гибриды моркови: Грибовчанин и Надежда.
     Сотрудники лаборатории принимают участие во многих научных конференциях и представляют свои результаты в научных изданиях. В 2013 году выпущена книга, посвященная межвидовой гибридизации овощных растений.
     Коллектив и возможности лаборатории позволяют вести исследования на высоком уровне в области генетики и цитологии овощных культур.

LABORATORY OF GENETICS AND CYTOLOGY
     Main areas of research:
• Research of genetic resources, development and maintenance of the collection of species and breeding samples of vegetable crops; development of new forms with a complex of valuable traits.
• DNA fingerprinting of species and varieties of vegetable crops.
• Study of genetics of agronomic valuable characters, development of DNA-markers for traits. Breeding for productivity and quality.
• Search and development of forms resistant to diseases and pests.
• Cytological researches, studying of chromosomes of various species, wild species, and interspecific hybrids.

Члены редколлегии журнала «Овощи России»

Домблидес Артур Сергеевич
Дата и место рождения: 16 марта 1975, Москва
Образование: Высшее, Московский педагогический университет, 1997, учитель биологии и химии
Основные вехи или этапы профессионального пути:
Окончание высшего учебного заведения 1997,
учеба в очной аспирантуре во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур, защита кандидатской диссертации в 2001,
с 2001 по 2011 ст. н. с, заведующий сектором ПЦР диагностики лаборатории гаметных и молекулярных методов селекции ВНИИССОК,
с 2011 по 2014 заведующий сектором молекулярно-генетических исследований лаборатории генетики и цитологии ВНИИССОК,
с 2014 заведующий лабораторией генетики и цитологии ФГБНУ ВНИИССОК
Место работы: ФГБНУ Всероссийский институт селекции и семеноводства овощных культур
Должность: Заведующий лабораторией генетики и цитологии
Ученая степень и год ее присуждения: Кандидат сельскохозяйственных наук (2001)
Ученое звание и год его присвоения: Старший научный сотрудник (2001)
Тема кандидатской диссертации и год ее защиты: «Разработка лабораторной технологии получения гиногенных растений моркови in vitro» (2001)
Круг научных интересов: Генетика, цитология, ДНК маркирование растений, селекция растений с использованием ДНК маркеров.
Количество научных работ: 6 публикаций в сборниках и 5 статей в журналах
Членство в научных общественных ассоциациях и профессиональных союзах, в т.ч. международных: ВОГИС и EUCARPIA (3491)
E-mail: arthurdom@inbox.ru

Тимин Николай Иванович
Дата и место рождения: 7 апреля 1935 г. Пензенская область, Городищенский район, с. Архангельское
Образование: Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева, 1962 г., плодоовощеводство
Основные тапы профессионального пути: Аспирантура – кафедра селекции и семеноводства плодоовощных культур Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева, 1965-1968 гг.
Место работы: ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур, 1968 — по 2014 — заведующий лабораторией, 2014 — главный научный сотрудник лаборатории генетики и цитологии ВНИИССОК
Ученая степень: Доктор сельскохозяйственных наук (1997 г.)
Ученое звание: Профессор (2002 г.)
Тема докторской диссертации: Методы создания и идентификация генетических источников ценных признаков овощных растений (морковь, лук, салат), (1997 г.)
Научные интересы: Селекция и семеноводство, генетика растений
Публикации: 200 научных работ, в т.ч. соавтор трёх монографий, по генетике и селекции овощных растений
Членство в организациях: Член Московского общества ВОГИС им. Вавилова
E-mail: vniissok@mail.ru

Поделиться ссылкой: