Разнообразие хозяйственно-ценных признаков у кедра сибирского: характер, природа и возможности использования в селекционной работе

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 18-16-00058

НазваниеРазнообразие хозяйственно-ценных признаков у кедра сибирского: характер, природа и возможности использования в селекционной работе

Руководитель Горошкевич Сергей Николаевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук , Томская обл

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-101 - Лесное хозяйство

Ключевые слова Pinus sibirica, селекция, изменчивость, наследственные аномалии, онтогенез, морфогенез, циклофизис, эпигенетика, эколого-географическая дифференциация, продуктивность

Код ГРНТИ68.47.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение проблемы природы разнообразия хозяйственно-ценных признаков у лесных древесных растений и ее использования для выведения сортов различного целевого назначения. Хозяйственно-ценные признаки лесных древесных растений сложны по своей структуре, подвержены всем формам изменчивости, формируются под влиянием многих компонентов генома в их взаимодействии со средой. В области их исследования накоплен огромный массив информации, но сколько-нибудь цельная концепция отсутствует. Поэтому отсутствуют также и сколько-нибудь значительные успехи в селекции лесных древесных растений. Некоторый прорыв в этой области предположительно могут дать эпигенетические подходы. Одним из центральных фрагментов общей концепции разнообразия количественных признаков может стать представление об онтогенезе как универсальной идее, интегрирующей различные проявления разнообразия, имеющие эпигенетическую природу: (1) особи различаются по потенциальным темпам онтогенеза; (2) многие проявления морфогенеза и роста, свойственные онтогенетическим состояниям, наследуются при вегетативном размножении; (3) сочетание 1 и 2 объясняет значительную часть наблюдаемого разнообразия и может эффективно использовано в клоновой селекции. Проект призван реализовать эту идею на примере кедра сибирского – ценнейшего вида с почти чисто российским ареалом. Проект направлен на исследование характера и природы разнообразия хозяйственно-ценных признаков, анализ потенциально возможных методов селекции, разработку программы селекции и реализацию ее первого этапа вплоть до регистрации первых сортов-клонов. Задача имеет национальный масштаб. На природных и экспериментальных объектах будут выявлены характер и природа разнообразия следующих признаков: (1) скорость роста, вегетативная продуктивность; (2) скороплодность и связанная с ней общая семенная продуктивность; (3) декоративность в смысле замедленного роста, компактности и густоты кроны. По единой методике планируется изучить 4 формы изменчивости и предложить 4 способа селекции: (1) на основе полиморфизма местной популяции, (2) на основе онтогенетических состояний, (3) на основе климатических экотипов, (4) на основе наследственных аномалий в морфогенезе и росте. Общие принципы: (1) анализ характера и природы разнообразия в однородных условиях на специальных опытных объектах морфологическими методами; (2) исследование транскриптома контрастных по морфологии образцов методами высокопроизводительного секвенирования, выявление ряда «модельных» генов, которые дифференцированно экспрессируются и анализ их экспрессии методом реал-тайм ПЦР; (3) отбор лучших клонов по результатом их исследования и конкурсного испытания. Итогом работы будет концепция организации внутривидового разнообразия, программа селекции кедра, реализация ее первого этапа с регистрацией не менее 5 высокопродуктивных и декоративных сортов кедра сибирского, полученных разными способами.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Полякова О.И., Жук Е.А., Горошкевич С.Н. Cone quality and seed efficiency in the clones from mutational witches brooms of Pinus sibirica BIO Web Conferences, Vol. 11, 00034 (год публикации - 2018)
10.1051/bioconf/20181100034

2. Велисевич С.Н., Попов А.В., Горошкевич С.Н. Crown structure of 25-year-old Siberian stone pine grafts from mother trees of different ages BIO Web of Conferences, Vol. 11, 00043 (год публикации - 2018)
10.1051/bioconf/20181100043

3. Велисевич С.Н., Попов А.В., Горошкевич С.Н. Структура кроны вегетативного потомства молодых и зрелых генеративных деревьев сосны кедровой сибирской Сибирский лесной журнал, № 6. С. 69-79 (год публикации - 2018)
10.15372/SJFS20180606

4. Полякова О.И., Жук Е.А., Горошкевич С.Н. Семеношение и структура шишек у клонов мутационных ведьминых метел кедра сибирского Известия высших учебных заведений. Лесной журнал, № 5, с.25-34 (год публикации - 2019)
10.17238/issn0536-1036.2019.5.25

5. Велисевич С.Н., Попов А.В. Структура разнообразия по вегетативной и генеративной структуре кроны кедра сибирского на плантации с разреженной посадкой Известия высших учебных заведений. Лесной журнал, № 5, с.35-47 (год публикации - 2019)
10.17238/issn0536-1036.2019.5.35

6. Бендер О.Г., Велисевич С.Н., Горошкевич С.Н. Морфофизиология циклофизиса у кедра сибирского: опыт исследования вегетативного потомства от маточников разного онтогенетического состояния Сохранение лесных генетических ресурсов: Материалы 6-ой Международной конференции-совещания, С. 36-38 (год публикации - 2019)

7. Горошкевич С.Н., Велисевич С.Н., Жук Е.А., Васильева Г.В. Разнообразие хозяйственно-ценных признаков у кедра сибирского: характер, природа и возможности использования в селекции Сохранение лесных генетических ресурсов: Материалы 6-ой Международной конференции-совещания, С. 63-65 (год публикации - 2019)

8. Жук Е.А., Горошкевич С.Н. Внутривидовая изменчивость роста и репродукции у Pinus sibirica: эксперимент ex situ Сохранение лесных генетических ресурсов: Материалы 6-ой Международной конференции-совещания, С. 89-91 (год публикации - 2019)

9. Бородихина Н.В., Жук Е.А., Горошкевич С.Н. "Ведьмины метлы" как доброкачественные новообразования Сохранение лесных генетических ресурсов: Материалы 6-ой Международной конференции-совещания, С.41-43 (год публикации - 2019)

10. Бендер О.Г. Информационные возможности физиологических исследований в оценке состояния пятихвойных сосен в условиях Западной Сибири Тринадцатое Сибирское совещание и школа молодых ученых по климато-экологическому мониторингу: Тезисы докладов российской конференции, С. 148-149 (год публикации - 2019)

11. Велисевич С.Н., Хуторной О.В., Попов А.В., Горошкевич С.Н. Результаты 30-летнего мониторинга половой репродукции кедра сибирского в связи с динамикой климата Тринадцатое Сибирское совещание и школа молодых ученых по климато-экологическому мониторингу: Тезисы докладов российской конференции (год публикации - 2019)

12. Полякова О.И., Жук Е.А. Семеношение клонов мутационных "ведьминых метел" в условиях южной Сибири Тринадцатое Сибирское совещание и школа молодых ученых по климато-экологическому мониторингу: Тезисы докладов российской конференции, С. 216-217 (год публикации - 2019)

13. Жук Е.А., Васильева Г.В., Горошкевич С.Н. Mutational witches’ broom impact on the growth of the parent branch in several Pinaceae species Dendrobiology, Vol.83, P. 52-59 (год публикации - 2020)
10.12657/denbio.083.005

14. Жук Е.А. Shoot structure variation in latitudinal and longitudinal ecotypes of Pinus sibirica in a common garden experiment Forestist, Том: 70 Выпуск: 2 Стр.: 160-165 (год публикации - 2020)
10.5152/forestist.2020.20010

15. Велисевич С.Н., Бендер О.Г., Горошкевич С.Н. The infuence of scion donor tree age on the growth and morphogenesis of Siberian stone pine grafts New Forests (год публикации - 2020)
10.1007/s11056-020-09805-2

16. Горошкевич С.Н. Метеорологическая обусловленность семеношения кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour): результаты многолетних наблюдений Известия высших учебных заведений. Лесной журнал (год публикации - 2021)

17. Васильева Г.В., Жук Е.А., Горошкевич С.Н. Effect of witches’ broom mutation on growth of Pinus sibirica seedlings Silvae Genetica, Vol. 69, P. 123-129 (год публикации - 2020)
10.2478/sg-2020-0017

18. Полякова О.И., Жук Е.А., Горошкевич С.Н. Причины низкого качества семян у мутационных «ведьминых метел» кедра сибирского Лесной Вестник, Т. 24, No 3. С. 74–80. (год публикации - 2020)
10.18698/2542-1468-2020-3-74-80

19. Велисевич С.Н., Бендер О.Г. Эпигенетическая и макрофизиологическая регуляция морфогенеза кроны у вегетативного потомства разновозрастных деревьев кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour, Pinaceae) Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии, Т.19, №1, С.27-32. (год публикации - 2020)
10.14258/pbssm.2020006

20. Жук Е.А. Внутривидовая дифференциация кедра сибирского по росту, семеношению и устойчивости к вредителям при выращивании на юге Томской области Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии, Т. 19, №2, С.198-201 (год публикации - 2020)
10.14258/pbssm.2020102

21. Кирткова Д.С., Жук Е.А. Структура шишек у широтных экотипов Pinus sibirica Du Tour: исследование ex situ Растительное разнообразие: состояние, тренды, концепция сохранения: Тезисы докладов Всероссийской конференции с участием иностранных ученых, С. 79 (год публикации - 2020)

22. Полякова О.И., Жук Е.А. Разнообразие семенного потомства у мутационных «ведьминых метел» Pinus sibirica Du Tour Растительное разнообразие: состояние, тренды, концепция сохранения: Тезисы докладов Всероссийской конференции с участием иностранных ученых, С. 134 (год публикации - 2020)

23. Попов А.В., Велисевич С.Н. Структура разнообразия сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour, Pinaceae) по скорости вступления в половую репродукцию Растительное разнообразие: состояние, тренды, концепция сохранения: Тезисы докладов Всероссийской конференции с участием иностранных ученых, С. 135 (год публикации - 2020)

Публикации