Фундаментальные основы создания толерантных к основным вирусным патогенам сортов персика и абрикоса с применением современных методов селекции, биотехнологии, геномики и криотерапии

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-16-00091

НазваниеФундаментальные основы создания толерантных к основным вирусным патогенам сортов персика и абрикоса с применением современных методов селекции, биотехнологии, геномики и криотерапии

Руководитель Митрофанова Ирина Вячеславовна, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Ордена Трудового Красного Знамени Никитский ботанический сад - Национальный научный центр РАН" , Республика Крым

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-104 - Агробиотехнологии

Ключевые слова Персик, абрикос, вирусный фитопатоген, диагностика, толерантность, сорт, форма, маркеры устойчивости, гибридизация, эмбриокультура, клеточная инженерия, криосохранение

Код ГРНТИ68.03.03

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Природные условия Крыма и южных регионов России благоприятны для развития садоводства. По данным Росстата в 2014 г. в России под плодово-ягодными культурами занято 513,6 тыс. га. Семечковые культуры выращиваются на площади 250,3 тыс.га; косточковые – 127,1 тыс. га, ягодные – 127,9 тыс. га. В соответствии с задачами поставленные президентом и правительством по импортозамещению сельскохозяйственной продукции, в том числе в области садоводства, планируется увеличить площади под плодовыми культурами и интенсифицировать производство плодовой продукции. В связи с этим, особое значение придается надежной защите садов от вредителей и болезней, среди которых особое значение имеют вирусные патогены. Вирусы наносят существенный вред плодовым деревьям, снижая урожайность на 30 – 90%. На косточковых культурах наиболее вредоносными являются: вирус шарки, некротической кольцевой пятнистости и карликовости растений. При поражении вирусной инфекцией снижается всхожесть семян и урожайность, ухудшается качество плодов, нарушаются физиологические процессы, подавляется рост, деревья преждевременно погибают. Основными косточковыми культурами в Крыму и на юге России являются персик и абрикос. Никитский ботанический сад обладает разнообразным генофондом персика (более 900 сортов и форм) и абрикоса (более 700 сортов и форм), большим опытом и результативностью селекционной работы с этими культурами. В Реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию, включено 42 сорта персика и 19 сортов абрикоса селекции Никитского ботанического сада. В связи с этим, главной задачей исследований является создание устойчивых и толерантных к вирусам. Современные технологии производства высококачественного посадочного материала, несмотря на имеющиеся природные и зональные особенности, одинаковы и включают в себя следующие этапы: визуальный отбор исходных маточных растений, тестирование, оздоровление полностью зараженных сортов и подвоев, выделение безвирусных клонов, размножение их в культуре in vitro или традиционными способами, закладку изолированных супер-супер элитных, суперэлитных маточников, промышленное размножение безвирусного посадочного материала. Обязательным элементом этой системы является строгий вирусологический контроль за чистотой растений на всех этапах производства. Успехи, достигнутые в применении методов массовой диагностики (применение ИФА и ПЦР), позволили в десятки раз сократить время и стоимость выделяемых безвирусных растений. Подобные мероприятия и программы, принятые в большинстве стран, полностью оправдали себя и обеспечили успешное развитие садоводства. Важнейшим направлением решения проблемы является создание толерантных и устойчивых к вирусным патогенам сортов плодовых культур селекционными методами. Создание таких сортов менее затратно и более эффективно, так как затраты на создание устойчивых сортов окупаются даже при 5 % прибавке урожая. Поэтому, задача создания садовых агроценозов без наличия вирусных патогенов путем выведения устойчивых и толерантных сортов плодовых культур является экономически значимой и актуальной. Эффективность защитных механизмов варьирует в зависимости от комбинации вирус-растение и условий окружающей среды. Поэтому особую актуальность приобретает исследование защитных механизмов, лежащих в основе таких известных типов устойчивости, как толерантность, сверхчувствительность и крайняя устойчивость (иммунность), выявление генов ответственных за них. В связи с этим актуальным является исследование сортов персика и абрикоса, находящиеся в одной из богатейших коллекций косточковых плодовых культур в РФ – в коллекции ФГБУН «Никитский ботанический сад – Национальный научный центр» (г. Ялта) на устойчивость к основным вирусным патогенам, таким как Prunus necrotic ringspot virus (PNRSV), Prune dwarf virus (PDV) (род Ilarvirus, семейство Bromoviridae) и потивирус Plum pox virus (PPV) (род Potyvirus, семейство Potyviridae) для отбора и создания толерантных селекционных форм и сортов. Необходимо провести диагностику на данные вирусные патогены, выявить маркерные гены, отвечающие за толерантность тех или иных сортов. Осуществить гибридизацию с имеющимися толерантными сортами, ускорив получение форм, используя биотехнологические и молекулярно-генетические методы, установив в них наличие или отсутствие генов ответственных за устойчивость. Для закладки на сохранение ценных селекционных форм и сортов требуется элиминация вирусов методом криотерпаии. Необходима разработка подходов к криотерапии ценных косточковых плодовых культур с целью приобретения генетической устойчивости, а также физиологическая оценка адаптивности растений к стрессорам абиотической и биотической природы.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Горина В., Корзин В., Митрофанова О., Митрофанова И. Perspectives of apricot breeding in the Nikita Botanical Gardens XVII International Symposium on Apricot Breeding and Culture. Book of Abstracts, P. 3 (год публикации - 2019)

2. Смыков А., Горина В., Месяц Н., Митрофанова О., Митрофанова И. Perspective directions of stone cultures breeding in the Nikita Botanical Gardens 4th Balkan Symposium on Fruit Growing. Book of Abstracts, P. 6 (год публикации - 2019)

3. Митрофанова И., Митрофанова О., Лесникова- Седошенко Н., Горина М., Чирков С. Some features of new breeding forms in apricot obtaining in vitro XVII International Symposium on Apricot Breeding and Culture. Book of Abstracts, P. 79 (год публикации - 2019)

4. Шевченко С., Митрофанова И., Горина В. Some morphological and biological features of apricot cultivars from field collection of the Nikita Botanical Gardens 4th Balkan Symposium on Fruit Growing. Book of Abstracts, P. 29 (год публикации - 2019)

5. Митрофанова И., Смыков А., Митрофанова О., Лесникова-Седошенко Н., Чирков С. Using of embryoculture for in vitro obtaining new breeding forms of peach 4th Balkan Symposium on Fruit Growing. Book of Abstracts, P. 40 (год публикации - 2019)

6. Митрофанова И.В. In vitro slow growth plant collections as efficiency model of valuable cultures and endangered species conservation EUROPE BIOBANK WEEK 2019 BIOBANKING FOR A HEALTHIER WORLD. Abstract book of oral presentations, P. 33 (год публикации - 2019)

7. Браилко В.А., Митрофанова И.В., Митрофанова О.В., Чирков С.Н., Месяц Н.В. Drought resistance in some Prunus persica (L.) Batsch cultivars damaged with Plum pox virus Plant Genetics, Genomics, Bioinformatics, and Biotechnology (PlantGen2019) : The Fifth International Scientific Conference. Abstracts, P. 52 (год публикации - 2019)
10.18699/PlantGen2019-034

8. Браилко В.А., Митрфоанова И.В., Месяц Н.В., Митрфоанова О.В., Чирков С.Н. Functional characterization of drought resistancein peach (Prunus petsica (L.) Batsch) cultivars damaged with sharka disease Current challenges in plant genetics, genomics, bioinformatics, and biotechnology. Proceedings of the Fifth International Scientific Conference PlantGen2019, P. 95-97. (год публикации - 2019)
10.18699/ICG-PlantGen2019-30

9. Горина В.М., Митрофанова И.В., Митрофанова О.В., Лесникова-Седошенко Н.П., Чирков С.Н. Селекция абрикоса на толерантность к Plum Pox Potyvirus в Никитском ботаническом саду Садоводство и виноградарство, N 2, C. 5-13. (год публикации - 2020)
10.31676/0235-2591-2020-2-5-13

10. Шевелева А.А., Митрофанова И.В., Горина В.М., Чирков С.Н. Молекулярный анализ новых крымских изолятов вируса оспы сливы Вестник Московского университета. Серия 16. Биология, T. 75, N 2. C. 93-99 (год публикации - 2020)

11. Шевелева А.А., Митрофанова И.В., Горина В.М., Чирков С.Н. Molecular characterization of new Crimean Plum pox virus isolates Moscow University Biological Sciences Bulletin, V. 75, N 2, P. 77–82 (год публикации - 2020)
10.3103/S0096392520020078

12. Митрофанова И.В., Смыков А.В., Митрофанова О.В., Лесникова-Седощенко Н.П., Чирков С.Н., Жданова И.В. Using in vitro embryo culture for obtaining new breeding forms of peach Acta Horticulturae, N 1289, P. 159-166 (год публикации - 2020)
10.17660/ActaHortic.2020.1289.23

13. Шевченко С., Митрофанова И.В., Горина В. Some morphological and biological features of apricot cultivars from field collection of the Nikita botanical gardens Acta Horticulturae, N 1289, P. 227-236. (год публикации - 2020)
10.17660/ActaHortic.2020.1289.32

14. Митрофанова И.В., Митрофанова О.В., Лесникова-Седошенко Н.П., Челомбит С.В., Горина В.М., Чирков С.Н. Some features of obtaining new breeding forms of apricot in vitro Acta Horticulturae, N 1290, P. 237-242 (год публикации - 2020)
10.17660/ActaHortic.2020.1290.42

15. Горина В.М., Корзин В., Митрофанова О.В., Митрофанова И.В. Perspectives of apricot breeding in the Nikita Botanical Gardens Acta Horticulturae, N 1290, P. 5-12. (год публикации - 2020)
10.17660/ActaHortic.2020.1290.2

16. Митрофанова И., Лесникова-Седошенко Н., Митрофанова О., Смыков А., Челомбит С. Comparative Studies of In Vitro Regeneration Capacity in Some Breeding Forms of Prunus persica (L.) Batsch BIO Web of Conferences, V. 24, 00055 (год публикации - 2020)
10.1051/bioconf/20202400055

17. Митрофанова И.В., Митрофанова О.В., Лесникова-Седошенко Н.П., Горина В.М., Саплев Н.М., Челомбит С.В. Биотехнологические исследования особенностей регенерации сортов и форм абрикоса Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции и сохранении растений . Материалы I Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (GenBio 2020). Симферополь: ИТ АРИАЛ, С. 99-100 (год публикации - 2020)
10.47882/GENBIO.2020.74.31.042

18. Митрофанова И.В., Молканова О.И. Biotechnology strategy of plant biodiversity conservation in botanical gardens of Russia Acta Horticulturae, N 1298, P. 231-238 (год публикации - 2020)
10.17660/ActaHortic.2020.1298.32

19. Шевченко С.В., Браилко В.А., Митрофанова И.В. Morphological and biological features of Prunus persica (L.) Batsch in connection with the manifestation of viral diseases symptoms Acta Horticulturae, N 1308, P. 339-344 (год публикации - 2021)
10.17660/ActaHortic.2021.1308.48

20. Митрофанова И., Жданова И., Лесникова-Седошннко Н., Митрофанова О. Realization of the apricot morphogenetic capacity in vitro when obtaining new breeding forms SEAB 2021 (Abstract eBook o the 5th Symposium on EuroAsian Biodiversity, July 1-3, 2021), Almata-Mugla (Kazakhstan-Turkey), P. 290 (год публикации - 2021)

21. Митрофанова И., Лесникова-Седошенко Н., Челомбит С., Митрофанова О. Investigation of the ways of new hybrid forms in peach obtaining in vitro Book of Abstracts of the XII International Scientific Agriculture Symposium "Agrosym 2021", Jahorina, October 07 - 10, 2021, P. 180 (год публикации - 2021)

22. Митрофанова И.В., Лесникова-Седошенко Н.П., Жданова И.В., Месяц Н.В., Андреев М.С., Митрофанова О.В. Реализация морфогенетического потенциала персика через органогенез in vitro Тезисы II Международной научно-практической конференции «Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции и сохранении растений», ФГБУН «НБС-ННЦ», г. Ялта, Республика Крым, Россия. 13 - 15 октября 2021 г. – Симферополь : ИТ «АРИАЛ», P. 135-136 (год публикации - 2021)
10.36305/2021-2-135-136

23. Митрофанова И., Лесникова-Седошенко Н., Цюпка В., Смыков А., Митрофанова О. Use of Biotechnological Methods to Support the Production of New Peach Hybrids Horticulturae, Vol. 7, No. 12: 533 (год публикации - 2021)
10.3390/horticulturae7120533

24. Митрофанова И., Лесникова-Седошенко Н., Митрофанова О., Жданова И., Смыков А. Some biotechnological aspects of Prunus persica hybrid forms obtaining Biotechnology and Biotechnological Equipment, V. 35, sup1, P. S78 (год публикации - 2021)
10.1080/13102818.2020.1871545

25. Булавин И.В., Лесникова-Седошенко Н.П., Митрофанова И.В. Создание на безвирусной основе и анализ полученных перспективных форм персика Материалы III Международного биотехнологического симпозиума «Био-Азия Алтай 2021» / отв. за выпуск: О.Н. Мироненко, О.В. Бычкова. – Барнаул : Изд-во Алт. ун-та. 2021, С. 161-166 (год публикации - 2021)

Публикации