Лаборатория «Физиологии и биотехнологии растений»
06.06.2019 г.
Отдел оценки селекционного материала располагается на 3-ем этаже здания селекционного центра Красноярского НИИСХ. Техническое и технологическое оснащение отдела представлено следующим: светоустановки для пробирок и сосудов (100м2 полезной площади), гидропонные установки (20м2), 3 ламинар-бокса. Аналитическое оборудование: вальцовая мельница МЛУ-202, альвеограф Шопена, фаринограф Брабендера, комплект приборов для лабораторной выпечки хлеба, амилограф Брабендера, иономеры, технические и аналитические весы разных пределов измерения, приборы для проведения электрофореза в крахмальном и полиакриламидном геле.
Основные направления
- Генетика - изучение меж- и внутрисортового полиморфизм проламинов зерна на основе генетического мониторинга разнообразия ярового ячменя и яровой мягкой пшеницы во времени и пространстве и оценка его роли в формировании адаптивных свойств данных культур,
- Биотехнология – разработка технологии получения засухо-, токсино-, кислото- и солеустойчивых форм ячменя, пшеницы и овса на селективных средах в культуре изолированных тканей растений и ее использование для оценки и создания адаптивных форм зерновых культур;
- Физиология растений - разработка способов отбора форм зерновых культур, устойчивых к неблагоприятным воздействиям внешней среды, с высокой потенциальной продуктивностью.
- Технологическая оценка зерна на всех этапах селекционного процесса для обеспечения создания сортов с высоким качеством зерна
- Иммунитет растений – оценка зараженности грибными болезнями семенного материала зерновых культур, формирование коллекции изолятов региональных возбудителей болезней растений
- Информационные технологии - создание баз данных по районированным сортам и селекционному материалу, а также информационно-поисковых систем, обеспечивающих анализ этих данных
Научная деятельность
Перечень завершенных разработок:
Патенты - База данных «Селекция растений», свидетельство Роспатента №2003620241, 2003 г.; Программа для ЭВМ «SELA», свидетельство Роспатента № 2004611466, 2004 г. В 2014 г. оформлен патент № 2505958 на «Способ оценки кислотоустойчивости сельскохозяйственных растений», в 2015 г. получен патент (№2560580,) на изобретение «Способ оценки засухоустойчивости генотипов пшеницы».
База данных «Селекция растений» предназначена для накопления, хранения и последующего многоаспектного анализа селекционных данных, полученных на территории Красноярского края. Она содержит сведения о включенных в гибридизацию 99 родительских формах ярового ячменя из 14 эколого-географических групп: 1 – Эфиопская, 2 – Западная Европа, 3 – Северная Европа, 4 – Центральная и Восточная Европа, 5 – Украина, 6 – Нечерноземная зона РФ, 7 – Северный Кавказ, 8 – Средняя Азия, 9 – Западная Сибирь, 10 – Красноярский край, 11 – Восточная Сибирь, 12 – Дальний Восток РФ, 13 – Японская, 14 – Северная Америка. В нее включены данные о 164 скрещиваниях этих форм, о количестве и характеристиках их потомков на всех этапах селекционного процесса. В основных файлах базы данных селекционных питомников ячменя содержится более 17000 записей. Предоставляет возможность осуществлять анализ перспективности использования исходных форм разных эколого-географических групп ячменя в селекции этой культуры в Красноярском крае. Возможности системы позволяют осуществлять работу в сетевом (многопользовательском) режиме.
Программа для ЭВМ «SELA» предназначена для выполнения функций по обслуживанию базы данных «Селекция растений». Она позволяет проводить сортировку по всем или отдельным качественным и количественным признакам гибридов по любому выбранному параметру (числу потомков гибридных комбинаций во всех селекционных питомниках; качественных и количественных признаков гибридных комбинаций и родительских форм и др.) и сформировать их в виде отчетов. С помощью экранных форм отчётов данные представляются в наиболее удобном для пользователя виде, что позволяет компоновать их в нужных комбинациях, группировать и производить с ними математические и статистические расчеты. Служит полноценным инструментарием для хранения и последующей статистической обработки накопленных данных по любым растительным культурам.
Технология идентификации генотипов ячменя с помощью электрофоретических спектров гордеинов. Имеется собственный каталог спектров гордеинов стародавних, современных и селекционных форм ярового ячменя Сибири, сортов регионов РФ и мировой коллекции, включающий более 400 форм. Метода определения электрофоретических спектров гордеинов позволяет идентифицировать сорта, контролировать генетическую однородность (гетерогенность), определять техническую чистоту семян, использовать технологию в семеноводстве в направлении его ускорения, в семенном контроле на генетическую принадлежность и чистоту семян ярового ячменя.
База данных «Селекция растений» предназначена для накопления, хранения и последующего многоаспектного анализа селекционных данных, полученных на территории Красноярского края. Она содержит сведения о включенных в гибридизацию 99 родительских формах ярового ячменя из 14 эколого-географических групп: 1 – Эфиопская, 2 – Западная Европа, 3 – Северная Европа, 4 – Центральная и Восточная Европа, 5 – Украина, 6 – Нечерноземная зона РФ, 7 – Северный Кавказ, 8 – Средняя Азия, 9 – Западная Сибирь, 10 – Красноярский край, 11 – Восточная Сибирь, 12 – Дальний Восток РФ, 13 – Японская, 14 – Северная Америка. В нее включены данные о 164 скрещиваниях этих форм, о количестве и характеристиках их потомков на всех этапах селекционного процесса. В основных файлах базы данных селекционных питомников ячменя содержится более 17000 записей. Предоставляет возможность осуществлять анализ перспективности использования исходных форм разных эколого-географических групп ячменя в селекции этой культуры в Красноярском крае. Возможности системы позволяют осуществлять работу в сетевом (многопользовательском) режиме.
Программа для ЭВМ «SELA» предназначена для выполнения функций по обслуживанию базы данных «Селекция растений». Она позволяет проводить сортировку по всем или отдельным качественным и количественным признакам гибридов по любому выбранному параметру (числу потомков гибридных комбинаций во всех селекционных питомниках; качественных и количественных признаков гибридных комбинаций и родительских форм и др.) и сформировать их в виде отчетов. С помощью экранных форм отчётов данные представляются в наиболее удобном для пользователя виде, что позволяет компоновать их в нужных комбинациях, группировать и производить с ними математические и статистические расчеты. Служит полноценным инструментарием для хранения и последующей статистической обработки накопленных данных по любым растительным культурам.
Технология идентификации генотипов ячменя с помощью электрофоретических спектров гордеинов. Имеется собственный каталог спектров гордеинов стародавних, современных и селекционных форм ярового ячменя Сибири, сортов регионов РФ и мировой коллекции, включающий более 400 форм. Метода определения электрофоретических спектров гордеинов позволяет идентифицировать сорта, контролировать генетическую однородность (гетерогенность), определять техническую чистоту семян, использовать технологию в семеноводстве в направлении его ускорения, в семенном контроле на генетическую принадлежность и чистоту семян ярового ячменя.
Технология оздоровления и микроразмножения посадочного материала картофеля через культуру апикальных меристем обеспечивает высокий уровень оздоровления от вирусных инфекций и коэффициент вегетативного круглогодичного размножения посадочного материала картофеля в асептических условиях.
Технология микроразмножения декоративных и ягодных растений в культуре изолированных тканей позволяет обеспечивать высокий коэффициент вегетативного круглогодичного размножения декоративных и ягодных культур в асептических условиях, получать миниатюрные растения в стекле на гелевых питательных субстратах.
Монография «Использование биотехнологических методов в повышении соле- и кислотоустойчивости ярового ячменя» обобщает опыт оценки сельскохозяйственных культур к стрессовым эдафическим факторам и описывает технологию получения кислото- и солеустойчивых форм ячменя на селективных средах в культуре изолированных тканей растений.
Монография «Качество зерновых культур и пути его повышения в Восточной Сибири» обобщает исследование (1959-2004гг.) по биологии, селекции, технологии возделывания и хранению зерна зерновых культур.
Коллективная монография: «Изучение устойчивости фотосинтетического аппарата мягкой пшеницы (T. aestivum L.) и ее диких сородичей к абиотическим стрессорам in vivo и in vitro»
Технология микроразмножения декоративных и ягодных растений в культуре изолированных тканей позволяет обеспечивать высокий коэффициент вегетативного круглогодичного размножения декоративных и ягодных культур в асептических условиях, получать миниатюрные растения в стекле на гелевых питательных субстратах.
Монография «Использование биотехнологических методов в повышении соле- и кислотоустойчивости ярового ячменя» обобщает опыт оценки сельскохозяйственных культур к стрессовым эдафическим факторам и описывает технологию получения кислото- и солеустойчивых форм ячменя на селективных средах в культуре изолированных тканей растений.
Монография «Качество зерновых культур и пути его повышения в Восточной Сибири» обобщает исследование (1959-2004гг.) по биологии, селекции, технологии возделывания и хранению зерна зерновых культур.
Коллективная монография: «Изучение устойчивости фотосинтетического аппарата мягкой пшеницы (T. aestivum L.) и ее диких сородичей к абиотическим стрессорам in vivo и in vitro»
Гранты, выполненные в отделе:
В рамках регионального конкурса научных проектов РФФИ «Сибирь» «Роль физиологических характеристик объектов культивирования в повышении результативности получения адаптированных к экстремальным факторам и болезням форм зерновых культур на селективных средах in vitro» (2011-2012 гг.).
В рамках регионального конкурса научных проектов РФФИ «Сибирь» «Роль физиологических характеристик объектов культивирования в повышении результативности получения адаптированных к экстремальным факторам и болезням форм зерновых культур на селективных средах in vitro» (2011-2012 гг.).
Совместно с казахскими коллегами осуществлен проект «Изучение устойчивости фотосинтетического аппарата мягкой пшеницы (T. aestivum L.) и ее диких сородичей к абиотическим стрессам in vivo и in vitro» (2015-2017 гг.), поддержанный грантовым финансированием со стороны Комитета Науки Министерства Образования и Науки Республики Казахстан.
Ведутся исследования по следующим направлениям:
·Культивирование растительных тканей in vitro.
·Выявление фундаментальных основ физиологии, в том числе, фотосинтеза сельскохозяйственных культур в лабораторных (каллусные культуры) и полевых условиях.
·Исследования в области иммунитета зерновых культур и картофеля к региональным возбудителям болезней.
·Совершенствование технологий микроклонального размножения и производства оздоровленного семенного материала картофеля.
Наиболее значимые результаты:
·Методики клеточной селекции генотипов зерновых с устойчивостью к засухе, засолению, высокой кислотности почв и фитопатогенам.
·Запатентованные методы оценки селекционного материала на устойчивость к стрессовым факторам.
·Опытные светоустановки для получения миниклубней картофеля, оптимизированные составы питательных сред, повышающие выход продукции.
·Музей чистых культур фитопатогенных микромицетов КрасНИИСХ (более 170 изолятов). Источники устойчивости к региональным популяциям возбудителей болезней зерновых культур.
ПРЕДЛАГАЕМЫЕ УСЛУГИ
· фитоэкспертиза семенного и посадочного материал
· ускоренное размножение растений in vitro
· безвирусный посадочный материал картофеля
Подготовка кадров
На базе отдела по направлениям его исследований и под руководством академика Сурина Н.А. и Зобовой Н.В. защищены кандидатские диссертации: по результатам генетических исследований написана глава кандидатской диссертации Бутковской Л.К., в 2002 г. защищена диссертация Л.Н. Шевцовой по исследованиям разнообразия гордеинов ячменя; в 2002 г. Сорокатой Е.И. по биотехнологическим аспектам создания устойчивых к корневым гнилям, в 2004 г. Конышевой Е.Н. - по созданию кислото- и солеустойчивых форм ярового ячменя, в 2004 году Поздняковой О.В. - по созданию и использованию компьютерных баз данных в селекции; по результатам физиологических работ в 2004 г. защищена кандидатская диссертация бывшей сотрудницей этого коллектива Н.С. Козулиной; в 2006 г. Заболоцким Е.В. - по эколого-агрономической оценке созданных линий регенерантов ячменя; в 2006 г. Заика Н.А. – по получению и использованию биопрепаратов на растительных субстратах; в 2009 г. защищена докторская диссертация Зобовой Н.В. «Повышение устойчивости ячменя к стрессовым биотическим и абиотическим факторам в Сибири (генетико-биотехнологические аспекты)» и кандидатская диссертация Ступко В.Ю. по повышению стрессоустойчивости яровой мягкой пшеницы в культуре тканей in vitro. На базе отдела ежегодно выполняется несколько курсовых, дипломных и магистерских работ студентами КрасГАУ и СФУ. В настоящее время более 70 таких студенческих работ выполнено на базе отдела и под руководством его сотрудников. О высоком уровне их подготовки можно судить по следующим фактам: в 1999 году аспирантка академика Н.А. Сурина, сотрудник лаборатории биотехнологии, Е.И. Сорокатая удостоена стипендии Президента России, в 2003 г., подопечная Зобовой Н.В. аспирантка КрасГАУ Позднякова О.В. – стипендии Правительства РФ; в 2008 г. Ступко В.Ю. - именной стипендией Российского аграрного движения России.
Сотрудники
 |
Заведующая лабораторией Нешумаева Надежда Алексеевна ведущий научный сотрудник кандидат сельскохозяйственных наук |
Ступко Валентина Юрьевна, к.с.-х.н., ведущий научный сотрудник
Луговцова Светлана Юрьевна, старший научный сотрудник
Кукушкина Кристина Владимировна, лаборант
Лаборатория образована в 2020 году на базе отдела оценки селекционного материала, который был создан в 1993 году при реорганизации структуры Красноярского НИИСХ (руководитель – доктор сельскохозяйственных наук Зобова Н.В.).
Поделиться: