Разработка элементов технологии получения устойчивых к гербицидам DH-линий озимого рапса для ускоренной селекции отечественных гибридов F1.

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 23-76-01070

НазваниеРазработка элементов технологии получения устойчивых к гербицидам DH-линий озимого рапса для ускоренной селекции отечественных гибридов F1.

Руководитель Козарь Елена Викторовна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" , Московская обл

Конкурс №84 - Конкурс 2023 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

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

Ключевые слова удвоенные гаплоиды, культура in vitro, культура микроспор, ускоренная селекция, DH-технологии, гербициды, имидазолиноны, устойчивость к гербицидам, ClearField

Код ГРНТИ62.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Данный проект направлен на разработку эффективного протокола получения удвоенных гаплоидов озимого рапса, устойчивых к гербицидам группы имидазолинонов. В проекте будет использоваться передовая DH-технология – культура микроспор in vitro, которая будет дополнена применением селективных сред с гербицидами на разных этапах технологии, что позволит за 1–2 года получить полностью гомозиготные линии устойчивые к гербицидам. Этот проект имеет не только научную новизну, ввиду ограниченности информации по данной тематики в зарубежных источниках и отсутствии таких исследований в России, но и направлен на решение конкретной практической задачи – ускоренное создание первых отечественных гибридов озимого рапса устойчивых к гербицидам широкого спектра действия без применения методов генетической инженерии, что является одним из главных направлений селекции в настоящий момент. Все полученные DH-линии будут включены в селекционный процесс.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Козарь Е.В., Домблидес Е.А. СЕЛЕКТИВНЫЕ СРЕДЫ И УДВОЕННЫЕ ГАПЛОИДЫ, ИЛИ КАК В ТРЕХ ЧАШКАХ ПЕТРИ СОЗДАТЬ КАЧЕСТВЕННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАБОТЫ СЕЛЕКЦИОНЕРА НА ГОДЫ ВПЕРЕД МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС "VIII СЪЕЗД ВАВИЛОВСКОГО ОБЩЕСТВА ГЕНЕТИКОВ И СЕЛЕКЦИОНЕРОВ, ПОСВЯЩЕННЫЙ 300-ЛЕТИЮ РОССИЙСКОЙ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ", ООО Издательский дом "Петрополис", Козарь, Е. В. Селективные среды и удвоенные гаплоиды, или как в трех чашках Петри создать качественный материал для работы селекционера на годы вперед / Е. В. Козарь, Е. А. Домблидес // Международный Конгресс "VIII Съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященный 300-летию российской науки и высшей школы" : Сборник тезисов, Саратов, 14–19 июня 2024 года. – Санкт-Петербург: ООО Издательский дом "Петрополис", 2024. – С. 291. – EDN CZMXVB. (год публикации - 2024)

2. Козарь Е.В., Домблидес Е.А. Imidazolinone Resistance in Oilseed Rape (Brassica napus L.): Current Status, Breeding, Molecular Markers and Prospects for Application in Hybrid Seed Purity Improvement Horticulturae, 10(6), 553 (год публикации - 2024)
10.3390/horticulturae10060553

3. Козарь Е.В., Домблидес Е.А. EARLY SORTING FOR HERBICIDE RESISTANCE IN DOUBLED HAPLOIDS OF RAPESEED 12th JEEP International scientific agribusiness conference MAK 2025 (Association science and business center, “WORLD“ ; Institute for plant protection and environment), Сербия, Climate changes and ecological sustainability in agriculture and food production in Serbia, the region and Southeastern Europe : proceedings, (pp. 1-2) (год публикации - 2025)
10.46793/MAK2025.001K

4. Козарь Е.В., Домблидес Е.А. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ УДВОЕННЫХ ГАПЛОИДОВ МАСЛИЧНОГО РАПСА С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕРБИЦИДОЦСТОЙЧИВЫХ DH-ЛИНИЙ PLAMIC2024 Материалы IV Международной научной конференции «Растения и микроорганизмы: биотехнология будущего» и III Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы адаптации микроорганизмов к различным условиям среды обитания». Иркутск, 2024, Издательство ИГУ, Козарь, Е. В. Совершенствование технологии получения удвоенных гаплоидов масличного рапса с целью получения гербицидоцстойчивых DH-линий / Е. В. Козарь, Е. А. Домблидес // Plamic2024 : Материалы IV Международной научной конференции «Растения и микроорганизмы: биотехнология будущего» и III Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы адаптации микроорганизмов к различным условиям среды обитания», Байкальск, 15–22 сентября 2024 года. – Иркутск: Издательство ИГУ, 2024. – С. 44-46. – EDN LBFZOG. (год публикации - 2024)

5. Козарь Елена Викторовна, Чеповой Илья, Фомичева Мария, Домблидес Елена Selection of rapeseed for resistance to imidazolinone group of herbicides on solid media under in vitro conditions Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), Kozar, E., Chepovoy, I., Fomicheva, M. et al. Selection of rapeseed for resistance to imidazolinone group of herbicides on solid media under in vitro conditions. Plant Cell Tiss Organ Cult 163, 81 (2025). https://doi.org/10.1007/s11240-025-03284-z (год публикации - 2025)
10.1007/s11240-025-03284-z

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Реализация проекта - результаты второго года В течение второго года проекта была определена пороговая концентрация гербицида имазамокс в среде для индукции эмбриогенеза для отсева чувствительных к гербициду гаплоидных растений (удвоенных гаплоидов). Этот порог был установлен на уровне 0,025 мг/л имазамокса. Все растения, полученные в первый год проекта, были проверены на устойчивость к гербицидам путем их обработки двойной дозой гербицидов в контролируемых условиях. Полученные данные дополняют ранее определенные параметры селективных сред, где было показано, что 2,5 мг/л имазамокса в индукционной среде обеспечивает стабильный отбор устойчивых форм с приемлемыми показателями выживаемости эмбриоидов (40-65%). Дальнейшие исследования будут направлены на оптимизацию дозы препарата до более низких значений с целью повышения эффективности регенерации. Таким образом, разработан первичный протокол получения гербицидоустойчивых удвоенных гаплоидов на селективных индукционных средах. Все регенерированные растения были охарактеризованы на плоидность и фертильность. Анализ плоидности выявил тенденцию к увеличению частоты диплоидных форм (гаплоидов) при использовании среды, содержащей 0,25 мг/л имазамокса. Однако ограниченный размер выборки не позволяет сделать статистически значимые выводы, что указывает на необходимость расширения экспериментальных данных в последующих исследованиях. Значительная часть полученных растений оказалась стерильной, что может быть связано с биологическими факторами или присутствием гербицидов в питательной среде. Требуется дальнейшее исследование. Дополнительные эксперименты по оптимизации регенерационной среды Было проведено исследование по оценке влияния добавки имазамокса в среду для регенерации на фенотип растений (определение оптимальной селективной среды для регенерации). Устойчивость тестируемых растений к гербицидам была подтверждена с помощью маркерной селекции, где все образцы были проверены на мутации в двух генах AHAS, которые, согласно литературным данным, играют ключевую роль в придании устойчивости к AHAS-ингибирующим гербицидам (ацетогидроксикислотная синтаза - ключевой фермент в биосинтезе аминокислот с разветвленной цепью). Полученные результаты свидетельствуют о том, что скрининг растений на селективных средах регенерации осуществим и может быть рекомендован для практического применения. Для отбора in vitro растений, устойчивых к имидазолиноновым гербицидам, рекомендуется добавлять в твердую среду MS 12,5 мг/л имазамокса. В ближайшее время планируется подать патентную заявку на изобретение на этот метод отбора устойчивых форм рапса. Результаты исследования будут опубликованы в журнале Scopus Q1. Основные результаты были представлены в виде устных докладов на четырех международных научных конференциях, в том числе за рубежом. Семенное потомство устойчивых линий DH передано (или будет передано до созревания семян) в отдел селекции Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В.С. Пустовойта (ВНИИМК) для включения в программы селекции озимого рапса на устойчивость к гербицидам.

Публикации