Наукова діяльність | Кафедри генетики, селекції та насінництва сільськогосподарських культур

Наукова діяльність кафедри генетики, селекції та насінництва

сільськогосподарських культур

На базі кафедри генетики, селекції і насінництва сільськогосподарських культур та науково-дослідної лабораторії біотехнології рослин створений науково-дослідний інститут селекції і генетики рослин.

Наукова робота НДІ селекції і генетики ведеться у наступних напрямах:

  • індукований мутагенез у селекції пшениці м’якої озимої  та ячменю ярого;
  • використання методу внутрішньовидової гібридизації в селекції пшениці м’якої озимої та ячменю ярого;
  • теоретичне й експериментальне обґрунтування методів поліпшення посівних якостей і врожайних властивостей насіння зернових культур і цукрових буряків;
  • використання білкових і ДНК-маркерів для контролю генетичної однорідності сортів у насінництві, для паспортизації сортів і гібридів з метою захисту авторських прав;
  • отримання гаплоїдів через культуру пилку і створення вихідного матеріалу пшениці м’якої озимої та ячменю ярого;
  • вивчення генетичних колекцій часнику (у тому числі й сомаклонів в культурі in vitro), виділення генетичних джерел як вихідного матеріалу;
  • створення вихідного матеріалу плодово-ягідних та декоративних культур в умовах in vitro для отримання нових сортів та поповнення колекції помологічного розсадника.

При кафедрі генетики, селекції і насінництва функціонує докторантура й аспірантура за спеціальністю 06.01.05 – селекція рослин.

Науково-дослідна лабораторія біотехнології рослин займається створенням оздоровленого матеріалу плодово-ягідних, овочевих та декоративних культур за допомогою методу культури рослинної тканини in vitro.  Даний метод дозволяє масово розмножувати сорти культурних рослин, оздоровлювати селекційний матеріал від патогенів, проводити відбір генетично змінених сомаклонів та інші маніпуляції на тканинному рівні.

За допомогою культури рослинної тканини у порівняно короткий час і на обмеженому просторі можна отримати велику кількість високоякісного посадкового матеріалу плодово-ягідних культур.

Початковим етапом будь-яких селекційних програм є створення генетичного різноманіття. Ефективним способом підвищення генетичного різноманіття є використання сомаклональної мінливості. Відомо, що культивування рослинних клітин in vitro здатне викликати перебудови генома, так само як хімічні мутагени або різні види випромінювань. Мутації, що виникли в культивованих клітинах, зберігаються у регенерованих з цих клітин рослин. Серед сомаклонів (змінених рослин-регенерантів) можна відібрати індивіди з корисними ознаками: стійкі до вірусів і грибних патогенів, солевитривалі, холодостійкі, з підвищеним синтезом біологічно активних речовин, з підвищеною інтенсивністю фотосинтезу або підвищеною продуктивністю. Отримання сомаклональних мутантів найбільш актуальне для селекції рослин, які не розмножуються насінням, наприклад для часнику.

Основним напрямком роботи лабораторії є формування генетичного банку сортів та сомаклонів плодово-ягідних, овочевих та декоративних рослин для ведення селекційних досліджень та поповнення ними плодово-ягідного помологічного розсадника дослідного поля НВЦ БНАУ. В науково-дослідній лабораторії біотехнології рослин започатковані дослідження з відбору сомаклональних варіантів та створення різноманітних генотипів пшениці м’якої озимої з цінними ознаками, одержання індукованих мутантів на клітинному рівні, створення соматичних гібридів шляхом маніпуляцій із цитоплазматичними органелами при злитті протопластів у культурі in vitro.

Науково-дослідній лабораторії біотехнології рослин підпорядкована лабораторія білкових маркерів. Аналіз за білковим спектром актуальний для таких культур як пшениця, ячмінь, кукурудза, жито, тритикале. Даний метод дозволяє визначати сортову чистоту (типовість, гібридність) партії насіння, а також  проводити ідентифікацію сортів та гібридів, тобто перевіряти їх відповідність тому чи іншому сорту або гібриду.

Значення білкових та ДНК-маркерів у сучасній селекції важко переоцінити. Їх застосування дозволяє селекціонерам суттєво скорочувати період створення нових форм, робить селекційний процес більш керованим і цілеспрямованим. Білкові та ДНК-маркери дають можливість ранньої оцінки рослин за ознакою інтересу. Для цього не потрібно чекати повного дозрівання рослини у полі. Деякі ознаки рослин можуть проявлятися або не проявлятися залежно від умов середовища, у той час як білкові чи ДНК-маркери дозволяють однозначно оцінити рослину за геном ознаки інтересу у лабораторії. Пов’язаність маркерів із хлібопекарськими властивостями, стійкістю до хвороб, типом розвитку та ін. дозволяють надійно та у короткі строки відбирати необхідні генотипи рослин і оптимізувати селекційну роботу.

Білкові та ДНК-маркери знаходять також прикладне застосування у насінництві. Виробники сільгосппродукції добре знають, як важливо використовувати якісне насіння. Якість партії насіння оцінюється за багатьма показниками, такими як схожість та енергія проростання, ураженість хворобами та шкідниками, засміченість насінням бур’янів та ін. Важливими показниками якості, що напряму впливають на врожайність та якість вирощеної продукції, є генетичні показники, а саме відповідність заявленому при купівлі насіння сорту чи гібриду, а також сортова чистота, типовість, гібридність (при вирощуванні гібридного насіння). Іншим практичним застосуванням білкових та ДНК-маркерів є так звана паспортизація сортів та гібридів з метою захисту авторських прав.

Кафедрою налагоджені зв’язки з такими науковими та академічними закладами, як:

  • Інститутом фізіології рослин і генетики НАНУ,
  • Миронівським інститутом пшениці імені В.М. Ремесла НААН,
  • Інститутом рослинництва ім. В. Я. Юр’єва,
  • Інститутом помології ім. Л.П. Симиренка НААН,
  • Національним центром генетичних ресурсів рослин НААН,
  • Білоцерківською дослідно-селекційною станцією ІБК і ЦБ НААН,
  • Устимівською дослідною станцією рослинництва,
  • Інститутом овочівництва і баштанництва,
  • Носівською селекційно-дослідною станцією,
  • Уманським національним аграрним університетом,
  • Львівським національним аграрним університетом.

Теоретичне обґрунтування та розроблення питань розширення генетичного різноманіття вихідного матеріалу для створення сортів, адаптованих до умов центрального Лісостепу України, методами індукованого хімічного мутагенезу, мутантно-сортової і внутрішньовидової гібридизації та сомаклональної мінливості (в культурі in vitro) виконуються в рамках загальної державної науково-технічної програми "Зернові й олійні культури" підпрограми "Селекція, насінництво с.-г. культур” і державної НТП НААН «Цукрові буряки» підпрограми "Селекція, насінництво с.-г. культур”.

Наукові дослідження ведуться за такими ініціативними темами:

  1. «Теоретичні і практичні аспекти селекції  пшениці м’якої озимої на підвищення адаптивного потенціалу для умов центрального Лісостепу України»( 0113U004043). Виконавець Лозінський М.В., Науковий консультант Бурденюк-Тарасевич Л.А.
  2.  «Теоретичне й експериментальне обґрунтування методів індукування і доборів господарсько цінних мутантів та залучення їх до гібридизації, отримання гаплоїдів через культуру пилку та створення вихідного матеріалу пшениці озимої»(0115U005333). Виконавці Сидорова І.М., Шох С.С. Науковий керівник Лозінський М.В.
  3. «Теоретичне й експериментальне обґрунтування методів індукування і доборів господарсько цінних мутацій та залучення їх до гібридизації, отримання гаплоїдів через культуру пилку та створення вихідного матеріалу ячменю ярого» (0115U005396) Виконавець СабадинВ.Я. Науковий керівник Лозінський М.В.
  4. «Методологія створення та оцінка вихідного матеріалу пшениці м’якої озимої різних груп стиглості в селекції на підвищення адаптивного потенціалу» Виконавець аспірант УстиноваГ.Л. Науковий керівник Лозінський М.В.
  5. «Агробіологічні особливості та продуктивні властивості цукрових буряків залежно від технології підготовки та сортових особливостей насіння» (0115U005326). Виконавець Глеваський В.І.
  6. «Формування і вивчення генетичних колекцій часнику (у тому числі й сомаклонів в культурі in vitro), виділення генетичних джерел як вихідного матеріалу для створення високопродуктивних, стійких до несприятливих біотичних та абіотичних чинників довкілля» (0115U005331). Виконавець Кубрак С.М. Науковий керівник Лозінський М.В.
  7. Клональне мікророзмноження плодово-ягідних культур для одержання оздоровленого садивного матеріалу. Виконавці: Куманська Ю.О., Шох С.С., Шубенко Л.А. Науковий керівник Лозінський М.В.
  8.  Застосування білкових та ДНК-маркерів для ідентифікації вихідного матеріалу і сортів зернових культур і часнику та їх оцінки за господарсько цінними ознаками. Виконавець Вдовиченко Ж.В. Науковий керівник Лозінський М.В.