В лаборатории молекулярно-генетических исследований проводится изучение ДНК-полиморфизма основных видов, сортов, линий, гибридов и селекционных образцов кормовых культур с помощью различных маркерных систем, основанных на полимеразной цепной реакции (ПЦР).

 

Потенциальные сферы применения результатов исследования:

 

1) ДНК-идентификация и генетическая паспортизация сортов и генотипов

- защита авторских прав;

- оценка отличимости нового образца от исходного генотипа при подаче заявки на патентование сорта;

- установление сортовой чистоты семенного материала.

 

2) в селекционном процессе

- оценка генетических особенностей исходного и селекционного материала;

- подбор родительских пар для скрещиваний;

- анализ результатов гибридизации;

- ПЦР-анализ генетически модифицированных кормовых растений;

- ДНК-маркирование хозяйственно ценных признаков и свойств

Основные достижения:

 

  • усовершенствованы базовые методы ДНК-экстракции и генотипирования с использованием различных типов молекулярных маркеров применительно к кормовым культурам;

  • разработана научно-обоснованная универсальная технология ДНК-идентификации и генетической паспортизации сортов кормовых культур российской селекции;

  • созданы эталонные генетические паспорта сортов клевера лугового, люцерны разных видов, рапса и сурепицы по двум системам маркирования (SSR- и SRAP-маркеры)

  • разработана База данных нуклеотидных последовательностей, идентифицирующих сорта кормовых культур (Свидетельство о государственной регистрации № 2023622067 от 22 июня 2023 г.).

Каталог генетических паспортов

 

Сотрудниками лаборатории молекулярно-генетических исследований ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» подготовлен Каталог генетических паспортов сортов кормовых культур: клевера лугового, люцерны разных видов, рапса и сурепицы. Генетические паспорта разработаны на основе результатов экспериментальных исследований, проведенных при выполнении государственного задания по проекту № 0442-219-0001. В систему регистрации включены: уникальная для сорта молекулярно-генетическая формула, которая отображает аллельный состав микросателлитных локусов или полиморфизм интрон-экзонных участков генома, набор идентификационных ДНК-маркеров, а также информация по происхождению, регионам возделывания, основным морфологическим признакам и хозяйственно-биологическим свойствам.

 

Каталог предназначен для специалистов в области селекции и семеноводства, научных сотрудников исследовательских и контрольных лабораторий, информационно-консультационных служб.

База данных

 

Получено Свидетельство о государственной регистрации Базы данных нуклеотидных последовательностей, идентифицирующих сорта кормовых культур (№ 2023622067 от 22 июня 2023 г.)
База данных предназначена для систематизации и хранения информации по нуклеотидным последовательностям ДНК, которые являются сорто- или видоспецифичными для основных кормовых культур. На текущий момент база содержит 73 последовательности ДНК, идентифицирующие сорта клевера лугового, люцерны изменчивой, райграса пастбищного, рапса озимого, сурепицы, люпина, и находится в режиме постоянного пополнения данными. Представлена также информация об оригинаторе сорта/сортообразца, используемом маркере, длине фрагмента амплификации, индивидуальном индификаторе в GenBank NCBI. Результаты получены по трем системам молекулярного маркирования и верифицированы путем секвенирования. 
Материалы БД могут использоваться для исследований в области филогенетики кормовых культур, для разработки ДНК-маркеров, идентификации сортов и видов, оценки сортовой чистоты семян. 

Избранные публикации

 

Результаты выполненных исследований опубликованы в научных российских и зарубежных изданиях, в том числе из международных баз данных Scopus и на платформе Web of Science: BIOSIS и RSCI.

 

  • Genetic Diversity of Alfalfa Cultivars of Russian Breeding Revealed by Microsatellite Markers. Irina Klimenko, Anastasia Shamustakimova. Dubai, UAE. J. Integrative Plant Science & Molecular Biology. 2019; v. 1 issue 1.

 

  • Эффективность SSR- и PawS-маркеров для оценки генетического полиморфизма сортов клевера лугового (Trifolium pratense L.). Клименко И.А., Костенко С.И., Мавлютов Ю.М., Шамустакимова А.О. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020; 181(3). DOI: 10.30901/2227-8834-2020-3- 100-109

 

  • ДНК-фингерпринтинг сортов клевера лугового (Trifolium pratense L.) на основе SSR-анализа. И.А. Клименко, В.А. Душкин, В.П. Клименко, А.О. Шамустакимова. Биотехнология. 2020; 36(6). DOI: 10.21519/0234-2758-2020-36-6-55-60 

 

  • Application of SRAP Markers for DNA Identification of Russian Alfalfa Cultivars. A.O. Shamustakimova, Y.M. Mavlyutov, and I.A. Klimenko. Russian Journal of Genetics. 2021; 57(5). DOI: 10.31857/S0016675821050118

 

  • Изучение генетического полиморфизма российских сортов рапса и сурепицы с использованием SSR- и SRAP-маркеров. И.А. Клименко, В.Т. Воловик, А.А. Антонов, В.А. Душкин, А.О. Шамустакимова, Ю.М. Мавлютов. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022; 26(4). DOI 10.18699/VJGB-22-42

 

 

  • Генетическая паспортизация российских сортов клевера лугового (Тrifolium pratense L.) на основе SSR- и SRAP-маркеров. Клименко И.А., Шамустакимова А.О., Душкин В.А., Мавлютов Ю.М., Антонов А.А. Сельскохозяйственная биология. 2023. 58(3). DOI: 10.15389/agrobiology.2023.3.494rus.

 

 

Разработаны методические рекомендации: «Идентификация и паспортизация сортов кормовых трав (клевера лугового, люцерны изменчивой, посевной и хмелевидной) на основе ДНК-маркеров». И.А. Клименко, Н.Н. Козлов, С.И. Костенко, А.О. Шамустакимова, Ю.М. Мавлютов. 2020. ISBN 978-5-6043194-9-9. DOI: 10.33814/978-5-6043194-9-9

Участие в научных конференциях

 

Сотрудники лаборатории принимают активное участие в работе международных и российских научных конференций в разных регионах страны и за рубежом, представляя результаты исследований в виде развернутых докладов с презентацией или стендовых сообщений. Среди наиболее значимых научных форумов:

 

  • Международная конференция по биотехнологии и генетической инженерии (Париж, Франция) «International Conference on Biotechnology and Genetic Engineering», October 28-30, 2019. Paris, France.

 

  • 2-ая Международная конференция по растениеводству и микробиологии в свете решения проблем экологии (Дубай, Объединенные Арабские Эмираты) «2nd Global Conference on Plant Science and Microbial Ecology», October 14-15, 2019. Dubai, UAE».

 

  • 5-я Международная конференция «Генофонд и селекция растений», 11-13 ноября, 2020. (г. Новосибирск, Россия).

 

  • I Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Геномика и современные биотехнологии в размножении, селекции и сохранении растений», 2020 (г. Ялта, Республика Крым).

 

  • Всероссийская научная конференция «Физиология, биотехнология и биоинформатика растений и микроорганизмов – путь в будущее: к 85-летию Р.А. Карначук», 2022 (г. Томск, Россия).

 

  • Всероссийская конференция «Генетические ресурсы растений для генетических технологий», 26-27 июня 2023 г. (г. Санкт-Петербург, Россия). 

 

  • VII Международная научная конференция «Генетика, Геномика, Биоинформатика и Биотехнология растений» (PlantGen 2023), 10-15 июля 2023 г. (г. Казань, Россия).