Депонирование коллекции сортов картофеля Приморской селекции в культуре in vitro

Актуальность. Создание базисных in vitro коллекций картофеля – одна из составных частей системы первичного семеноводства. Сочетание биотехнологических методов микроклонального размножения картофеля с проведением полевых клоновых отборов являются надежными способами сохранения продуктивности и высокого качества семенного материала на уровне генетического потенциала сорта. Цель исследований – обновление in vitro коллекции безвирусных сортов картофеля приморской селекции для использования в производственных селекционно-семеноводческих программах.

Материалы и методы. В качестве объектов исследования использовали растения картофеля Смак и Казачок селекции Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки; лекарственный противовирусный препарат «Рибавирин». Для детекции вирусных инфекций в растительном материале применяли метод ПЦР. Обновление in vitro коллекций картофеля проведено в сочетании полевого клонового отбора и лабораторного метода оздоровления. Процесс введения клонов в культуру дополнен антивирусной терапией.

Результаты. В результате проведения в 2023-2025 годах работ по оздоровлению картофеля, на основе отобранных высокопродуктивных базовых клонов, введены в культуру сорта Смак и Казачок. При культивировании апикальных изолятов на питательных средах с добавлением рибавирина выявлена их высокая жизнеспособность. Так приживаемость биоматериала на уровне 85,0% установлена при концентрации препарата – 10 мг/л; 81,7% – при 20 мг/л и 71,2% – при 30 мг/л. В процессе освобождения картофеля от комплекса мозаичных вирусов (PVY + PVМ + PVS), по данным ПЦР-анализа, через десять недель (73 сут.) химиотерапии выявлены безвирусные in vitro микрорастения. Показатели полного отсутствия комплексной инфекции в среднем по двум сортам картофеля составили 8,4% (17 линий). При использовании рибавирина в 0,02%-й концентрации получено 5 безвирусных линий, в 0,03% концентрации – 12 линий. В результате проведенной антивирусной терапии диагностированы частично оздоровленные микрорастения. Элиминация вирусов отмечена в 173 in vitro линиях, из которых 43 – с отсутствием PVY (43,2%), 60 – PVM (57,6%) и 70 – PVS (66,3%).

1. Симаков Е.А., Митюшкин А.В., Журавлев А.А., Анисимов Б.В. Современное развитие селекции и семеноводства картофеля. Селекция и генетика культурных растений – 2023: материалы международной научной конференции. М.: РГАУ-МСХА, 2023. С. 205-209. https://www.elibrary.ru/mwjxhd

2. Жевора С.В., Старовойтов В.И., Яшин А.Я. Исследования химического состава и антиоксидантной активности картофеля. Наука в центральной России. 2021;1(49):80-87. https://doi.org/10.35887/2305-2538-2021-1-80-87 https://www.elibrary.ru/pzcjiu

3. Анисимов Б.В., Симаков Е.А., Жевора С.В. Картофель. История, питательная ценность, кулинарные типы, рецепты. Чебоксары, 2021. 72 с. https://www.elibrary.ru/cdmkrk

4. Семенова А.В., Морозова А.А. Оценка качественных показателей картофеля для промышленной переработки. Пищевые системы. 2021;4(3S):261-265. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3S261-265 https://www.elibrary.ru/whssjl

5. Жевора С.В. Развитие селекции и семеноводства картофеля в России. Картофель и овощи. 2025;(1):38-42. https://doi.org/10.25630/PAV.2025.41.86.005 https://www.elibrary.ru/heskzh

6. Симаков Е.А., Анисимов Б.В., Жевора С.В., Митюшкин А.В., Журавлев А.А., Зебрин С.Н. Картофелеводство России: состояние и перспективы в новых условиях. Картофель и овощи. 2022;(4):3-6. https://doi.org/10.25630/PAV.2022.80.38.001 https://www.elibrary.ru/plcyfk

7. Анисимов Б.В., Овэс Е.В. Банк здоровых сортов картофеля – важнейший элемент в системе оригинального семеноводства. Картофель и овощи. 2011;(6):5-7. https://www.elibrary.ru/cdmkrk

8. Усков А.И. Воспроизводство оздоровленного исходного материала для семеноводства картофеля: обоснование стратегии. Достижения науки и техники АПК. 2009;(6):30-33. https://www.elibrary.ru/megjrv

9. Шкаликов В.А., Белошапкина О.О., Букреев Д.Д., Горбачев И.В., Джалилов Ф.С.У., Корсак И.В., Минаев В.Ю., Стройков Ю.М. Защита растений от болезней. 3-е изд., испр. и доп. М.: КолосС, 2010. 404 с. https://www.elibrary.ru/arihxh

10. Трускинов Э.В. Стратегия и тактика борьбы с вирусными болезнями растений на примере картофеля. Живые и биокосные системы. 2014;(9):4. https://doi.org/10.18522/2308-9709-2014-9-4 https://www.elibrary.ru/tctvjf

11. Подгаецкий А.Ад., Кравченко Н.В., Подгаецкий А.Ан. Результаты использования в селекции картофеля межвидовых гибридов с участием вида Solanum bulbocastanum Dun. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2017;178(2):33-37. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2017-2-33-37 https://www.elibrary.ru/zgbkcf

12. Anikina I., Kamarova A., Issayeva K., Issakhanova S., Mustafayeva N., Insebayeva M., Mukhamedzhanova A., Khan S.M., Ahmad Z., Lho L.H., Han H., Raposo A. Plant protection from virus: a review of different approaches. Front. Plant Sci. 2023;14:1163270. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1163270

13. Анисимов Б.В. Вирусные болезни и их контроль в семеноводстве картофеля. Защита и карантин растений. 2010;(5):12-18. https://www.elibrary.ru/mbcnht

14. Марков А.М., Головко А.М., Табаленкова Г.Н. Морфофизиология клубнеобразующих растений: монография. СПб.: Наука, 2001. 208 с.

15. Гавриленко Т.А., Дунаева С.Е., Трускинов Э.В., Антонова О.Ю., Пендинен Г.И., Лупышева Ю.В., Роговая В.В., Швачко Н.А. Стратегия долгосрочного сохранения генофонда вегетативно размножаемых сельскохозяйственных растений в контролируемых условиях среды. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2007;164:273-283. https://www.elibrary.ru/ugrabp

16. Лутова Л.А., Ежова Т.А., Додуева И.Е., Осипова М.А. Генетика развития растений. СПб.: изд-во Н-Л., 2011. 432 с.

17. Kreuze J.F., Souza-Dias J.A.C., Jeevalatha A., Figueira A.R., Valkonen J.P.T., Jones R.A.C. Viral diseases in potato. In: Campos H., Ortiz O., Eds. The potato crop: its agricultural, nutritional and social contribution to humankind. Cham: Springer International Publishing, 2020. P. 389-430.

18. Adolf B., Andrade-Piedra J., Bittara Molina, F., Przetakiewicz, J., Hausladen, H., Kromann, P., Lees A., Lindqvist-Kreuze H., Perez W., Secor G.A. Fungal, oomycete, and plasmodiophorid diseases of potato. In: Campos H., Ortiz O., Eds. The potato crop. Cham: Springer, 2020. P.307-350.

19. Овэс Е.В., Гаитова Н.А., Шишкина О.А. Сохранение сортовых ресурсов картофеля в полевой и in vitro коллекциях Федерального исследовательского центра картофеля имени А.Г. Лорха. Биотехнология и селекция растений. 2022;5(1):28-41. https://doi.org/10.30901/2658-6266-2022-1-o5 https://www.elibrary.ru/cviczt

20. Jabeen T., Kausar R., Shah A.H. Development of low cost protocol for micropropagation of Solanum tuberosum L. Bangladesh Journal of Botany. 2017;46(4):1341-1345.

21. Loyola-Vargas V.M., Ochoa-Alejo N. An Introduction to Plant Tissue Culture: Advances and Perspectives. In: Loyola-Vargas V., Ochoa-Alejo N. (eds). Plant Cell Culture Protocols. Methods in Molecular Biology, vol 1815. New York, NY: Humana Press. 2018. P.3-13. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8594-4_1

22. Рафальский C.В., Рафальская О.М. Сравнительная оценка исходного материала картофеля отечественной и зарубежной селекции по признаку клубневой продуктивности в условиях Среднего Приамурья. Дальневосточный аграрный вестник. 2023;17(3):43-56. https://doi.org/10.22450/19996837_2023_3_43 https://www.elibrary.ru/wxznea

23. Hosaka K., Sanetomo R. Broadening genetic diversity of the Japanese potato gene pool. American Journal of Potato Research. 2020;97(1):127-142. https://doi.org/10.1007/s12230-020-09762-8

24. Журавлева Е.В., Фурсов С.В. Картофелеводство как одно из приоритетных направлений федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы. Картофель и овощи. 2018;(5):6-9. https://www.elibrary.ru/uoyfla

25. Овэс Е.В., Гаитова Н.А., Етзаева К.Е., Стоянова С.М. Современные способы освобождения сортов картофеля от вирусов. Земледелие. 2024;(5):37-42. https://doi.org/10.24412/0044-3913-2024-5-37-42. https://www.elibrary.ru/ihmbjt

26. Демчук И.В., Петренко Е.Н., Зарицкий Н.М. Изменение свойств оздоровленных клоновых линий сортов картофеля в зависимости от длительности культивирования in vitro. Картофелеводство. Минск, 2008;14:56-66.

27. Полухин Н.И., Мызгина Г.Х., Колошина К.А. Последействие длительного культивирования коллекции in vitro в оригинальном семеноводстве картофеля на оздоровленной основе. Достижения науки и техники АПК. 2016;30(10):52-55. https://www.elibrary.ru/wwrmyh

28. Анисимов Б.В., Симаков Е.А., Жевора С.В., Овэс Е.В., Зебрин С.Н., Зейрук В.Н., Митюшкин А.В., Усков А.И., Юрлова С.М., Журавлёв А.А., Хутинаев О.С., Блинков Е.Г., Логинов С.И., Чугунов В.С. Семеноводство картофеля: современные технологии, нормативное регулирование, проверка качества. Чебоксары: ВНИИКХ, 2017. 36 с. https://www.elibrary.ru/ynhcbh

29. Овэс Е.В., Анисимов Б.В., Симаков Е.А., Жевора С.В., Гаитова Н.А. Особенности морфогенеза in vitro и оценка фенотипической идентичности сортовых признаков картофеля. Картофель и овощи. 2018;(7):33-36. https://doi.org/10.25630/PAV.2018.7.18246 https://www.elibrary.ru/utzero

30. Анципович В.В. Депонирование национальной коллекции картофеля. Наука и инновации. 2019;6(196):12-16. https://www.elibrary.ru/ufcbug

31. Рябушкина Н.А., Омашева М.Е., Галиакпаров Н.Н. Специфика выделения ДНК из растительных объектов. Биотехнология. Теория и практика. 2012;2:9-26. https://www.elibrary.ru/vkufwv

32. Куликова В.И., Ходаева В.П., Лапшинов Н.А. Оценка различных способов оздоровления перспективных сортов и гибридов картофеля Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2020;50(4):23-31. https://doi.org/10.26898/0370-8799-2020-4-3. https://www.elibrary.ru/lousjp

33. Зенченко А.А., Дреничев М.С., Ильичева И.А., Михайлов С.Н. Противовирусные и противомикробные производные нуклеозидов: структурные особенности и механизмы действия. Молекулярная биология. 2021;55(6):897-926. https://doi.org/10.31857/S0026898421050104 https://www.elibrary.ru/fmggud

34. Sidwell R.W., Huffman I.H., Khare G.P., Witkowski I.T., Robins R.K. Broad-spectrum antiviral activity Virazole: 1-ß-D-ribofuranosyl -1,2,4-triazole -3-carboxamide. Science. 1972;177:705-706.

35. Лебедь М.Б., Берестнева Ю.В., Волков И.В., Бикметова К.Р., Лебедь Н.И. Исследование эффективности различных способов стерилизации эксплантов картофеля при микроклональном размножении. Успехи современного естествознания. 2019;(9):26-30. https://doi.org/10.17513/use.37192 https://www.elibrary.ru/etohcb

36. Молканова О.И., Горбунов Ю.Н., Ширнина И.В., Егорова Д.А. Применение биотехнологических методов для сохранения генофонда редких видов растений. Ботанический журнал. 2020;105(6):610-619. https://doi.org/10.31857/S0006813620030072 https://www.elibrary.ru/pfxxua

37. Куликова В.И., Ходаева В.П., Гантимурова А.Н., Лапшинов Н.А., Исачкова О.А. Оздоровление перспективных гибридов картофеля методом химиотерапии в культуре in vitro. Международный научноисследовательский журнал. 2019;1-2(79):14-18. https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.79.1.031 https://www.elibrary.ru/vstvle

38. Loebenstein G. Potato leafroll virus (PLRV; Genus Polerovirus; Family Luteoviridae). In: Loebenstein G., Berger P.H., Brunt A.A., Lawson R.H. (eds). Virus and Virus-like Diseases of Potatoes and Production of Seed-Potatoes. Dordrecht: Springer, 2001:69-75. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0842-6_6

39. Kim I.V., Chibizova A.S, Shischenko E.V., Fisenko P.V., Chekushkina T.N., Barsukova E.N., Volkov D.I., Klykov A.G. Methods of biotechnology in the improvement of promising potato hybrids (Solanum tuberosum L.). Research on Crops. 2021;22:96-99. https://doi.org/10.31830/2348-7542.2021.023 https://www.elibrary.ru/kzjzot

40. Ким И.В., Шищенко Е.В., Фисенко П.В., Чибизова А.С., Клыков А.Г. Применение методов биотехнологии в безвирусном семеноводстве картофеля. Овощи России. 2022;(5):29-34. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-5-29-34 https://www.elibrary.ru/zcklkf

41. Шищенко Е.В., Ким И.В., Барсукова Е.Н., Ермак И.М., Кравченко А.О., Клыков А.Г. Эффективность применения природных и синтетических ингибиторов вирусов в оздоровлении картофеля (Solanum tuberosum L.). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2024;185(3):180-190. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2024-3-180-190. https://www.elibrary.ru/btjaiw