Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Произведен анализ основных физиологических, биохимических и молекулярно-генетических характеристик Olea europaea L. в условиях низкотемпературного стресса. В исследования включено 62 генотипа маслины различного географического происхождения. В качестве контрольных сортов использовались Corregiolo и Никитская Крупноплодная. Выявлена различная степень морозостойкости зимующих органов, которая снижалась в ряду: побеги-почки-листья. При этом устойчивость листьев и почек носила сортоспецифический характер. Лучшую морозостойкость тканей однолетних побегов показали сорта Ломашенская, Наджвийская, Тифлисская, Толгомская, Тоссийская, Otur и гибридные формы Агатовая 35-2/14, Крымская 16/16, Никитская 1-1/1, Таврида 35-7/31 и др., у которых после промораживания при -14°С нет существенных повреждений тканей побегов. У ряда сортов наблюдались единичные повреждения побега, не превышающие 10-20 % площади их поперечного среза. Морозные повреждения почек проявлялись в виде некрозов проводящей системы, конуса нарастания и листовых примордиев; в первую очередь некротизировались ткани основания терминальных почек. Максимальный уровень криорезистентности почек отмечен для следующих генотипов: Никитская Крупноплодная, Dalmatica, Ломашенская, Наджвийская, Тифлисская, Толгомская, Тоссийская, Otur, Агатовая 35-2/14, Крымская 4-1/2, Крымская 16/16, Находка, Эллада 35-16/13, Таврида 35-7/31 и др. Морозостойкость листьев варьировала от 2 до 93%, повреждения листьев носили характер некротических пятен, потемнения жилки листа, а также полного усыхания листовых пластинок. Экспресс-скрининг с использованием прямого промораживания облиственных однолетних побегов маслины, визуального анализа проявлений повреждений зимующих надземных органов, оценки целостности мембран клеток листьев по утечке электролитов, а также анализ параметров индукции флуоресценции хлорофилла листьев после воздействия нескольких уровней отрицательных температур позволили дифференцировать генотипы по степени их морозостойкости. Выделены сорта и гибридные формы, превосходящие по данному параметру контрольные образцы. Отобрано 10 наиболее перспективных сортов и гибридных форм для последующего детального анализа: Крымская 16/16, Тифлисская, Эллада 35-16/13, Агатовая 35-2/14, Тоссийская, Никитская, Универсальная, Юбилейная, Никитская 1-1/1, Таврида 35-7/31. Выявлена связь между морозостойкостью и происхождением изученных образцов: сорта и гибриды крымской и кавказской селекции показали высокую потенциальную морозостойкость по сравнению с сортами европейского происхождения. Проведены ультраструктурные исследования клеток листовых пластинок при воздействии мороза. При слабом стрессе (-7 °С) общая организация клеток эпидермы и фотосинтезирующей паренхимы сохраняется, однако в некоторых клетках наблюдается набухание хлоропластов и отхождение мембран от клеточных стенок. При –10 °С и –12 °С в клетках эпидермы наблюдается деградация хлоропластов, в столбчатом и губчатом мезофилле – также набухание хлоропластов, увеличение количества и размеров пластоглобул, уменьшение количества гран и тилакоидов, крахмальных зерен. Отмечены митохондрии с меньшей развитостью крист и электрон-прозрачным матриксом. При –14 °С в клетках эпидермы происходило отхождение мембран и деградация содержимого. В клетках столбчатого и губчатого мезофилла, в которых мембраны прилегали к клеточным стенкам наблюдали разрывы в хлоропластах и выход их содержимого в гиалоплазму. При полном отслоении мембран происходит деградация содержимого и различить можно только вакуоли и крахмальные зерна. Несмотря на существенные ультраструктурные изменения в клетках листовых пластинок сорта Corregiolo и гибрида Таврида 35-7/31, у последнего при –12 и –14 °С отмечена лучшая сохранность клеточной организации. Начаты работы по количественной оценке уровня экспрессии генов, ассоциированных с устойчивостью маслины европейской к низким температурам. Оптимизирован протокол выделения РНК из листьев маслины, полученные препараты РНК имеют достаточную концентрацию и чистоту для последующей обратной транскрипции, с четкой детекцией 18S и 28S. Осуществлен подбор и валидация системы праймеров для последующей количественной оценки уровня экспрессии генов, ассоциированных с устойчивостью к низким температурам. По результатам аналитического обзора литературы составлена база дифференциально-экспрессирующихся генов, ассоциированных с морозостойкостью: OeCAT, OePPO, OePOD, OeAPX, 8-HGO, ISY, IO, 7-DLGT, 7-DLH, LAMT, SLS, OeBGLV1A, OeBGLV1B, OeDXS, OeGES, OeGE10H, OeADH, OeDXR и референсные гены UBC1, CLATHRIN, AСT. Охвачены гены, связанные с составом мембраны, гены метаболизма фенилпропаноидов, гены ферментов антиоксидантной системы, гены биосинтеза и гидролиза секоиридоидов и фенольных соединений, фосфорилированием, референтные гены. Разработан дизайн и синтезированы праймеры для экспрессионного анализа. Выделены гены, показавшие существенно изменяющийся уровень экспрессии в связи с действием низкотемпературного стресса. Проведен анализ накопления низкомолекулярных антиоксидантов при морозном стрессе различной интенсивности. Выявлен различающийся уровень содержания аскорбиновой кислоты (АК), фенольных соединений и пролина как в полевых условиях при перезимовке, так и при моделировании воздействия температур от -7 до -14°С. Слабый низкотемпературный стресс приводил к изменению количества низкомолекулярных антиоксидантов сортоспецифично и разнонаправленно. У большей части сортов отмечена тенденция по увеличению их содержания. Наиболее выражена роль АК и пролина. При воздействии температур –10 и –12 °С для устойчивых генотипов отмечена тенденция по увеличению всех изучаемых низкомолекулярных антиоксидантов, в большей степени – пролина и фенольных соединений, у слабоморозостойких - наблюдается их снижение. При действии температуры –14°С содержание защитных соединений возрастает или остается на таком же уровне, как при –10…–12°С только у устойчивых генотипов. Слабоморозостойкие сорта характеризуются слабым синтезом данных соединений (отрицательная тенденция по отношению к контролю). Таким образом, проведенный комплекс исследований позволил выделить генотипы маслины устойчивые к воздействию гипотермического стресса, а также оценить уровень работы их адаптационных механизмов на структурно-морфологическом и физиолого-биохимическом уровне. Начата работа по изучению молекулярно-генетических аспектов ответа на стресс, спровоцированный морозом.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Исследованы параметры индукции флуоресценции хлорофилла, а также содержание фотосинтетических пигментов в условиях гипотермического стресса. Фотоингибирование отмечено у неустойчивых образцов при действии слабого и умеренного стресса (−7°C …−10°C). Значительное увеличение нерегулируемых квантовых потерь -Y(NO) говорит о повреждении пигментного комплекса. При низкотемпературном воздействии −12°C …−14°C устойчивые генотипы сохраняют активность работы фотосинтетического аппарата. Высокая стабильность хлорофилла наблюдается при температурах −7°C и −10°C. Более низкие температуры приводят к деструкции пигментного комплекса, что особенно заметно у восприимчивых генотипов. Получены профили экспрессии генов, ассоциированных с морозостойкостью у 14 генотипов маслины после воздействия различных низких температур. Показаны достоверные изменения экспрессии по 11 генам: OeCAT, OePOD, OePPO, OeAPX, OeWRKY14, OeCBF2, OeGATA5, Oe8-HGO, Oe7-DLGT, OeBGLV1А, OeBGLV1В. Общий рост экспрессии при воздействии мороза отмечен для генов OeWRKY14, OeGATA5, OePPO и OePOD у всех сортов вне зависимости от уровня устойчивости генотипов. Дифференциальная экспрессия по группам устойчивости наблюдется при −7…−10 °С у генов OeCAT и OeAPX, при −12 °С – OeCBF2, Oe8-HGO, OeBGLV1А, OeBGLV1В; при −12…−14°С – Oe7-DLGT. Устойчивые сорта характеризуются более ранним и активным ответом на стресс. У неустойчивых генотипов механизмы ответа включаются слабо или же при воздействии повреждающих температур. Понимание транскрипционных реакций растений в условиях холодового стресса имеет решающее значение для выращивания оливок, особенно в регионах, подверженных экстремальным погодным колебаниям и растущими угрозами изменения климата. При действии умеренного (−7°C) и сильного (−12°C) морозного стресса и в пост стрессовый период были выявлены отчетливые транскриптомные адаптации. Обнаружена дифференциальная экспрессия, связанная с фотосинтетическим восстановлением и регуляцией генов в метаболических путях. Выявлены два новых перекрывающихся ДЭГ с повышенной экспрессией: Oeu046137.1 (GATA транскрипционный фактор 5-подобный) и Oeu045100.1. Известно, что процесс стрессоустойчивости у растений может сопровождаться повышенной активностью одного или нескольких антиоксидантных ферментов. Обнаружено, что активность CAT и APX отличает устойчивые сорта при холодовой акклиматизации в зимний период и при действии начальных повреждающих температур (–7… –10С). Наиболее активными антиоксидантными ферментами при сильном стрессе (–12…–14С), защищающими клетки оливок от АФК, являются ферменты АРХ и PPO. Показаны характерные типы морозных повреждений вегетативных органов O.europaea. Сравнительный анализ восприимчивых и устойчивых образцов показал, что морфологически изменения проявляются в виде некроза; на тканевом и клеточном уровнях – отхождения мембран от клеточной стенки и изменения ламеллярной структуры хлоропластов. В результате анализа полученных данных комплексных исследований выявлены надежные маркеры для экспресс-диагностики морозостойкости селекционных образцов маслины: утечка электролита, квантовый выход и фотосинтетическая активность, индекс стабильности хлорофилла, накопление пролина и фенольных соединений, активность САТ и АРХ, экспрессия генов OeCAT, OeCBF2, Oe8-HGO, OeBGLV1А, OeBGLV1В, Oe7-DLGT. В качестве скрининговой температуры рекомендуем использовать температуру -12°С. Выявлена значительная фенотипическая изменчивость морфометрических, биохимических и физиологических признаков маслины европейской. Из коллекционного фонда O. europaea выделены генотипы, которые превосходят контрольные сорта Никитская Крупноплодная и Corregiolo по комплексу хозяйственно-ценных признаков: Эллада 35-16/13, Тоссийская, Манита, Таврида 35-7/31, Тифлисская, Otur, Никитская 1-1/1, Крымская 16/16, Агатовая 35-2/14, Обильная, Никитская. Высокая урожайность, содержание масла в плодах, крупноплодность и морозостойкость делает эти гибриды перспективными для использования в селекции и производственного испытания в условиях юга России. Отобраны новые перспективные морозостойкие генотипы для создания долговечных рентабельных промышленных садов оливы в России: Эллада 35-16/13, Таврида 35-7/31 (переданы на регистрацию), Крымская 16/16 (рабочее название Крымчанка) и Никитская 1-1/1 (Никитская Жемчужина).