История развития и результаты селекции пасленовых культур в ФГБНУ ФНЦО

The article presents a brief history of the establishment of the Laboratory of Plant Breeding and Seed Production of Solanaceae Crops of FSBSI FSVC. The process of development of tomato, pepper, eggplant and physalis breeding is shown from the beginning of the establishment until the present time. Practical selection of Solanaceae crops in FSBSI FSVC is directly connected with the name of Academician VASKhNIL A.V. Alpatyev, who is the founder of scientific research on thermophilic crops. On the basis of conducted scientific researches the technique of creation of cold-resistant, early-ripening cultivars of tomato was developed, including influence of certain conditions on parental forms and hybrid material from its first generations to increase adaptability to new, not characteristic conditions of selected material. Subsequently, this technique was applied to the breeding of sweet pepper, eggplant and physalis. Interspecific hybridisation was used to enrich the gene pool of Solanaceous crops. As a result of distant hybridization, the following cultivars were created: the original tomato cultivar Severyanin with large parthenocarpic fruits on 1 and 2 racemes; an anadrous mutant for use in breeding; ultra-rapid, short-stage forms for obtaining heterosis effect; the cultivar Vkusny with increased content of dry matter in fruits. On the basis of interspecific hybrid of Ph. ixocarpa x Ph. angulata, the cultivars Dessert and Lakomka, characterized by high yield and resistance to diseases, high content of sugars, pectin and absence of bitterness, are created. Types of pepper Capsicum chinense, C. frutescens and C. annuum were used to create resistant forms to viral diseases. Involvement of wild eggplant species (Solanum aethiopicum, S. macrocarpon) to the breeding process allowed to obtain hybrid combinations with flavonoids content 1,3 times higher and phenolcarboxylic acids 1,6–1,7 times higher than in S. melongena.The development of theoretical bases ofSolanaceae crops breeding for resistance to biotic and abiotic stressors, as well as for high quality production, allowed to create a series of cosmopolitan cultivars, which at present are in demand, both in production and as a source material. The current scientific priorities are to use innovative biotechnology and molecular marking methods to accelerate the breeding process and improve selection efficiency.В статье представлена краткая история создания лаборатории селекции и семеноводства пасленовых культур ФГБНУ ФНЦО. Показан процесс развития селекции томата, перца, баклажана, физалиса от начала образования учреждения до настоящего времени. Практическая селекция пасленовых культур в ФГБНУ ФНЦО непосредственно связана с именем академика ВАСХНИЛ А.В. Алпатьева, который является основоположником научных исследований по осеверению теплолюбивых культур. На основе проводимых научных исследований разработана методика создания холодостойких, скороспелых сортов томата, включающая воздействие определенных условий на родительские формы и гибридный материал с первых его генераций для повышения приспособляемости к новым, не характерным условиям селектируемого материала. Впоследствии данную методику применяли при селекции перца сладкого, баклажана и физалиса. Для обогащения генофонда пасленовых культур использовали межвидовую гибридизацию. В результате отдаленной гибридизации были созданы: оригинальный сорт томата Северянин с крупными партенокарпическими плодами на 1 и 2 кистях; бестычинковый мутант для использования в селекции; ультраскороспелые, короткостадийные формы для получения гетерозисного эффекта; сорт Вкусный с повышенным содержанием сухого вещества в плодах. На основе межвидового гибрида физалиса овощного Ph. ixocarpa х Ph. angulata созданы сорта Десертный, Лакомка, отличающиеся повышенной урожайностью и устойчивостью к болезням, высоким содержанием сахаров, пектина и отсутствием горечи. Виды перца Capsicum chinense, С. frutescensи C. аnnuum использовали для создания устойчивых форм к вирусным заболеваниям. Вовлечение диких видов баклажана (Solanum aethiopicum, S. macrocarpon) в селекционный процесс позволило получить гибридные комбинации с содержанием флавоноидов в 1,3 раза, фенолкарбоновых кислот – в 1,6-1,7 раза выше, чем у вида S. melongena. Благодаря развитию теоретических основ селекции пасленовых культур на устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам, а также на высокое качество продукции созданы серии сортов космополитов, которые и в настоящее время востребованы, как в производстве, так и в качестве исходного материала. Научные приоритеты настоящего времени заключаются в использовании инновационных методов биотехнологии и молекулярного маркирования, направленных на ускорение селекционного процесса и повышения эффективности отбора

Genome variability of domestic tomato varieties: data from AFLP analysis

Tomato Solanum lycopersicum L. is one of the main vegetable crops, accessions and cultivars of which are characterized by a low level of genomic polymorphism. Introgressive tomato breeding uses related wild Solanum species to improve cultivars for stress tolerance and fruit quality traits. The aim of this work was to evaluate the genome variability of 59 cultivars and perspective breeding lines of S. lycopersicum and 11 wild tomato species using the AFLP method. According to the AFLP analysis, four combinations of primers E32/M59, E32/M57, E38/M57, and E41/M59, which had the highest PIC (polymorphism information content) values, were selected. In the process of genotyping a collection of 59 cultivars/lines of S. lycopersicum and 11 wild tomato accessions, the selected primers revealed 391 fragments ranging in size from 80 to 450 bp, of which 114 fragments turned out to be polymorphic and 25 were unique. Analysis of the amplification spectra placed wild tomato accessions into separate clades. Sister clades included cultivars of FSCV breeding resistant to drought and/or cold and, in part, to late blight, Alternaria, Septoria, tobacco mosaic virus and blossom end rot, as well as tomato accessions not characterized according to these traits, which suggests that they have resistance to stress factors. In accessions of distant clades, there was clustering on the basis of resistance to Verticillium, cladosporiosis, Fusarium, tobacco mosaic virus, gray rot, and blossom end rot. The combination of accessions according to their origin from the originating organization was shown. The primer combinations E32/M59, E32/M57, E38/M57 and E41/M59 were shown to be perspective for genotyping tomato cultivars to select donors of resistance to various stress factors. The clade-specific fragments identified in this work can become the basis for the development of AFLP markers for traits of resistance to stress factors

Induction of tyrosine aminotransferase in mice is inhibited by activated metabolites of ortho- aminoazotoluene

Aminoazo dyes and other hepatocarcinogenic substances inhibit glucocorticoid-mediated induction of adaptive enzymes, including tyrosine aminotransferase (TAT), in mouse and rat liver. There is a specific relationship between the effect of a carcinogen on TAT induction and its liver carcinogenicity in animals. Presuming tumor development being initiated not directly by the chemicals employed but their metabolically activated derivatives, the question arises whether TAT induction is inhibited by carcinogen metabolites or by their parent compounds. The goal of this paper is to shed some light on the issue. Mouse strains differing in the sensitivity to both carcinogenic and antiglucocorticoid (TAT induction inhibitory) effects of the mouse-specific carcinogen ortho- aminoazotoluene (OAT) underwent a set of experimental procedures: ablation of gonadal and adrenal glands, administration of inhibitors (CoCl2, pentachlorophenol), inducers (3,4- benzopyrene, Aroclor 1254, 20-methylcholanthrene) of xenobiotic-metabolizing enzyme activities, and others. The results unequivocally confirm that glucocorticoid induction of TAT activity in mouse liver is inhibited by activated metabolite(s) of OAT rather than by its intact molecules. In contrast, nonspecific genotoxic agents such as cyclophosphamide and cisplatin exert no effect on TAT induction by glucocorticoids. The wide occurrence (practically in each TAT-expressing  hepatocyte) and rapidly reversible inhibition of enzyme induction by the carcinogen point to the epigenetic nature of this phenomenon

Вся жизнь – в науке

The article describes the life and creative path of the famous scientist, a prominent specialist in the field of ecology, breeding and seed production of vegetable crops, аcademician of the Russian Academy of Sciences, Honored Scientist of the Russian Federation, laureate of the State Prize and the Prizes of the Government of the Russian Federation Viktor Fedorovich Pivovarov.В статье изложен жизненный и творческий путь известного ученого, крупного специалиста в области экологии, селекции и семеноводства овощных культур, академика РАН, Заслуженного деятеля науки РФ, лауреата Государственной премии и премий Правительства РФ Пивоварова Виктора Фёдоровича

The Molecular Genetic Peculiarities of Genomic Structure of Members of the <i>Ebolavirus</i> Genus

The molecular genetic peculiarities of genomic structure of the Ebolavirus genus members are viewed in the review. The Ebola virus disease outbreaks in West African countries constitute a threat not only for Africa, but for the whole world in view of possible introduction of the agent in non-endemic regions. The members of the Ebolavirus genus have different pathogenicity for humans, thus differ severity and mortality of the disease they cause. There is a significant genetic divergence among members of the Ebolavirus genus. The differences of pathogenic potential of members of the Ebolavirus genus may be explained as the result of mutations in the genes of virus structural proteins. It is possible, that some of these mutations may affect virulence of strains within one virus species. So far as most effective modern medicines for specific prophylaxis and treatment of Ebola fever are target-oriented, genotyping of the agent will promote elaboration of strategy of such preparations development

АКАДЕМИКУ РАН ВИКТОРУ ФЕДОРОВИЧУ ПИВОВАРОВУ – 75 ЛЕТ

On April 18th, a doctor of agricultural sciences, professor, a member  of  Russian Academy  of  Sciences,  academician, Honored Research Worker in Science and Technology, State Laureate of  the  Russian Federation  Government  Prize in Science and Technology, a director of Federal State Budgetary Research Institution ‘All-Russian Research Institute of Vegetable Breeding and Seed Production’, Victor Fedorovich Pivovarov celebrates his 75th birth anniversary. 18 апреля 2017 года исполняется 75 лет со дня рождения доктору сельскохозяйственных наук, профессору, академику РАН, Заслуженному  деятелю  науки РФ, лауреату Государственной премии и премии Правительства РФ по науке и технике, директору ФГБНУ «Всероссийский НИИ селекции  и  семеноводства овощных культур» Виктору Федоровичу Пивоварову

К 135-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ С.И. ЖЕГАЛОВА – ОСНОВОПОЛОЖНИКА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ШКОЛЫ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

On the second of October, in 1881, Sergey Ivanovich Zhegalov, an establisher of national breeding and seed production of vegetable crops was born in a little village Vasilkovo of Vyazemskogo uezda. He was a founder and a first director of Gribovskaya Vegetable Breeding Station. This year marked by 135th anniversary from the date of birth of the outstanding scientist. All the time at All-Russian Research Institute of Vegetable Breeding and Seed Production (VNIISSOK), its scientific leader and mastermind is honored and remembered for his heritage that is still preserved andaugmented. This scientist was at the beginning of plant breeding science and became the first who brought scientifically proved methods into agricultural plant science. The process of newplant- form-producing and development of new more qualified breeding forms through distant crossing, hybridization, heterosis effect, are the problems which interested the mind of Zhegalov and always were the sense of his life. These problems still remain in these days, where his ideas are embodied in scientific program of the institute covering theoretical researches for development of innovation method needed for creation of new highly qualified breeding plant material regarded as a source for nearest breeding practice and seed production. At VNIISSOK the richest plant collection with important genes and donor genotypes of productivity, fast ripening, high quality, resistance to biotic and abiotic stresses is created in Cucurbitaceae, Solanaceae,Alliaceae, Fabaceae, root vegetables, Brassicas, leafy crops, aromatic and medicinal crops and ornamental crops. Core plant collection is substantially extending by means of introduction of new crops and non-traditional ones as well. The specialist-breeders of VNIISSOK have developed over 800 cultivars and hybrids F1 of vegetables, melons and gourds, aromatic plants, ornamental plants, non-traditional. 546 accessions out of 118 crops have been included into State Register of Breeding Achievements of Russian Federation in 2016.2 октября 1881 года в сельце Васильково Вяземского уезда Смоленской губернии родился Сергей Иванович Жегалов – основоположник отечественной селекции и семеноводства овощных растений, основатель и первый директор Грибовской овощной селекционной опытной станции. В этом году исполнилось 135 лет со дня рождения этого выдающего ученого. Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур чтит и помнит своего основателя, научного руководителя, сохраняет и приумножает его наследие. Это ученый, который стоял у истоков научной селекции и семеноводства и первым подошел к ним с научно-обоснованными методами. Процесс формообразования растений и создания новых, более качественных форм, отдаленные скрещивания, гибридизация, гетерозис, - вопросы, которые интересовали С.И. Жегалова и были смыслом его жизни, остаются актуальными в наши дни и находят свое воплощение в научной деятельности института: в развитии теоретических исследований по  разработке инновационных технологий и методов ускоренного создания принципиально нового, качественного исходного материала для селекции, в практической селекции и семеноводстве. Во ВНИИССОК создаются богатейшие коллекции генисточников и доноров продуктивности, скороспелости, высокого качества, устойчивости к биотическим и абиотическим стрессорам по тыквенным,пасленовым, луковым, бобовым, корнеплодным, капустным, зеленным, пряно-ароматическим и цветочным культурам; расширяется генофонд за счет интродукции новых и нетрадиционных культур. Селекционерами ВНИИССОК создано более 800 сортов и гибридов F1 овощных, бахчевых, пряно-ароматических, цветочных и новых нетрадиционных культур, из которых 575 по 118 культурам внесены в Госреестр селекционных достижений РФ на 2016 год

Патриарху отечественного овощеводства – вековой юбилей

The article is dedicated to the 100th anniversary of the head institution of the Federal Scientific Vegetable Center - the oldest and leading breeding organization for vegetable crops, better known in the scientific and socio-economic spheres of the Russian Federation by its historical name - VNIISSOK. The center's activity dates back to the creation in 1920 of the Gribovskaya Vegetable Breeding Experimental Station, where, under the leadership of Professor Sergei Ivanovich Zhegalov, a theoretical and practical basis for the development of domestic breeding was laid. In 1970, the experimental station was transformed into the AllUnion Research Institute of Selection and Seed Production of Vegetable Crops, and in 1992 into the All-Russian Research Institute of Selection and Seed Production of Vegetable Crops. Over the years, breeding methods have been developed and improved, including modern biotechnological methods, using molecular marking and interspecies hybridization. The results obtained during this period reflect the traditions of scientific schools and approaches laid down by scientists-breeders, seed growers, vegetable growers, flower growers, both in the field of basic research, and in the creation of varieties and hybrids of vegetable crops. The organizational and structural reform of breeding institutions carried out in 2017 contributed to the formation of the Federal scientific vegetable center (FSBSI FSVC), which includes VNIISSOK as the parent organization and 8 branches located in various ecological and geographical zones. At a new stage of development, the FSBSI FSVC continues its glorious traditions. Scientists have obtained world-class results in basic research and competitive selection achievements in priority applied research. The scientific results and structural changes that have occurred over the hundred-year period of the breeding establishment are the foundation for the further development of the vegetable science in the country.Статья посвящена 100-летию головного учреждения Федерального научного центра овощеводства – старейшей и ведущей селекционной организации по овощным культурам, более известной в научной и социально-экономической сферах РФ историческим названием – ВНИИССОК. Деятельность центра берет начало с создания в 1920 году Грибовской овощной селекционной опытной станции, где под руководством профессора Сергея Ивановича Жегалова была заложена теоретическая и практическая база для развития отечественной селекции. В 1970 году опытная станция была преобразована во Всесоюзный НИИ селекции и семеноводства овощных культур, а в 1992 году – во Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур. Были разработаны и усовершенствованы методы селекции, включая современные биотехнологические, с использованием молекулярного маркирования и межвидовой гибридизации. В результатах, полученных за весь столетний период, отображены традиции научных школ и подходов, заложенные учеными-селекционерами, семеноводами, овощеводами, цветоводами, как в области фундаментальных исследований, так и при создании сортов и гибридов овощных культур. Проведенная в 2017 году организационно-структурная реформа селекционных учреждений, способствовала образованию Федерального научного центра овощеводства (ФГБНУ ФНЦО), в состав которого ВНИИССОК входит, как головная организация и 8 филиалов, расположенных в различных эколого-географических зонах. На новом этапе развития ФГБНУ ФНЦО продолжает славные традиции Грибовской станции и ВНИИССОК. Учеными получены результаты мирового уровня по фундаментальным исследованиям и конкурентоспособные селекционные достижения по приоритетным прикладным. Научные результаты и структурные изменения, произошедшие за столетний период селекционного учреждения, являются фундаментом для дальнейшего развития овощеводческой науки в стране

ВНУТРИСОРТОВЫЕ СКРЕЩИВАНИЯ КАК МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА

The important goal of breeding program is to achieve the heterosis effect and develop the appropriate breeding lines to be used for crossing. The cultivation of the variety or breeding line for a long time and selection process under the same environmental factors lead to decrease of livability and productivity of the variety or breeding line. The intra-varietal and intra-line crossing is the method that enables to improve the genetic basis of the existing breeding accessions, when increasing the recombination ability, particular-ly among valuable and rare characteristics. The accessions of sweet pepper of different ecological origin: local varieties ‘Aeneas’, ‘Ivanhoe’ (Ukraine), ‘Sladkiy’ (Italy), breeding line ‘n 138d’ (Russia) were taken to study the influence of intra-varietal crossing on recovery of combining ability in breeding lines. The progeny produced from intra-varietal crossing has been assessed for the fruit number, average fruit weight, yielding ability and marketability, and then consequently compared with control accession. As results showed the yielding ability had increased by 2.3-25.7%, depending on genotype, while the fruit weight had increased by 2-11%. Phenological observation showed that there is no significant difference at the phase of growing and development between control plants and plants produced through intra-varietal crossing. The detailed progeny assessment has revealed the different effect of adaptive ability among different plants when the plants crossing within the same accession. This enables to select the best accessions to be used in further heterosis breeding pro-gram.Создание родительских линий, способных при гибридизации обеспечить мощный гетерозис – является важной задачей при гетерозисной селекции. Длительное выращивание и отбор в однообразных условиях внешней среды ведут к уменьшению жизнеспособности и продуктивности сорта или линии. Одним из методов улучшения исходного материала, как показали исследования на других культурах, является внутрисортовая гибридизация. Внутрилинейные (внутрисортовые) скрещивания являются методом обогащения наследственной основы образца, так как способствуют увеличению ценных редких рекомбинантов в потомстве. Исследования по изучению влияния внутрисортового скрещивания на восстановление комбинационной способности родительских линий перца сладкого проводили на образцах различного экологического происхождения: местные сорта перца Эней, Айвенго (Украина), Сладкий (Италия), Линия 138 д (Россия). Потомство от внутрисортовых скрещиваний оценивали по сравнению с контролем по числу плодов на растении, средней массе плода, урожайности и товарности. Результаты полученных исследований показали, что урожайность от внутрисортовых обогащающих скрещиваний по сравнению с контролем возросла на 2,3-25,7% в зависимости от образца, а масса плода – на 2-11%. Фенологические наблюдения не показали какой-либо разницы в прохождении фаз развития между контрольными растениями и полученными от внутрисортовых скрещиваний. При детальном изучении потомства от скрещиваний между различными растениями в одном образце показан разный эффект их адаптивной способности, что будет способствовать выделению лучших из них для использования в селекции на гетерозис

Итоги и перспективы развития научных исследований ФГБНУ ФНЦО в год 100-летнего юбилея

The article reflects the issues of the current state of scientific research at the FSBSI FSVC, shows the directions and prospects for the development of selection and seed production of vegetable crops. The main mission of the selection and seed-growing work of the FSVC is the creation and reproduction of varieties and hybrids of vegetable and melon crops of a new generation, characterized by resistance to abiotic and biotic stressors, high productivity and product quality. One of the main ways to increase the efficiency of the breeding process is the use of modern methods of biotechnology and molecular genetics, which make it possible to obtain new genotypes and reduce the time of breeding. Success has been achieved in the creation of homozygous lines of cabbage, squash, cucumber, carrots. For the first time, it was possible to complete a full cycle of obtaining doubled radish haploids in microspore culture in vitro. The institution pays special attention to immunological research on the resistance of crops and new varieties to diseases, as well as protecting plants from pests and diseases. Phytosanitary monitoring, assessment and selection of resistant genotypes are carried every years. One of the important theoretical and practical problems solved at the institution is the development of environmentally friendly products based on preparations obtained from plants with a high content of biologically active compounds with adaptogenic properties. In the center, a new direction of research in traditional breeding has received significant development - the creation of varieties of vegetable plants with an increased content of biologically active substances and antioxidants, on the basis of which functional products are created. The persistence of modern varieties and hybrids of table carrots, depending on the biochemical composition, has been studied. Methods for enriching vegetable plants with micronutrients are being developed. A large amount of scientific research is being carried out on the development of technologies for the cultivation of new varieties and hybrids, as well as technologies for their seed production. At the branches located in different soil and climatic conditions, hospitals were established to study the interaction of factors controlling soil fertility and the productivity of vegetable crops in agrocenoses (crop rotation, soil treatment systems, fertilizers and plant protection). In general, at the FSBSI FSVC, all research is aimed at developing and improving methods in breeding and seed production of vegetable crops, creating new breeding achievements and developing varietal technologies for their cultivation.В статье отражены вопросы настоящего состояния научных исследований в ФГБНУ ФНЦО, показаны направления и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур. Основная цель селекционно-семеноводческой работы ФГБНУ ФНЦО – создание и размножение сортов и гибридов овощебахчевых культур нового поколения, отличающихся устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессорам, высокой продуктивностью и качеством продукции. Одним из основных путей повышения эффективности селекционного процесса является использование современных методов биотехнологии и молекулярной генетики, позволяющих получить новые генотипы и сократить сроки проведения селекции. Успехи достигнуты в создании гомозиготных линий капусты, кабачка, огурца, моркови. Впервые удалось завершить полный цикл получения удвоенных гаплоидов редиса в культуре микроспор in vitrо. В учреждении особое внимание уделяется иммунологическим исследованиям по устойчивости культур и новых сортов к заболеваниям, а также защите растений от вредителей и болезней. Ежегодно проводится фитосанитарный мониторинг, оценка и отбор устойчивых генотипов. Одной из важных теоретических и практических задач, решаемых в учреждении - разработка экологически безопасных средств на основе препаратов, полученных из растений с высоким содержанием биологически активных соединений, обладающих адаптогенными свойствами. В центре значительное развитие получило новое направление исследований в традиционной селекции – создание сортов овощных растений с повышенным содержанием биологически активных веществ и антиоксидантов, на основе которых создаются продукты функционального назначения. Изучена сохраняемость современных сортов и гибридов моркови столовой в зависимости от биохимического состава. Разрабатываются способы обогащения овощных растений микронутриетнами. Проводится большой объём научных исследований по разработке технологий возделывания новых сортов и гибридов, а также технологий их семеноводства. На филиалах ФГБНУ ФНЦО, расположенных в различных почвенно-климатических условиях, заложены стационары по изучению взаимодействия факторов управления плодородием почв и продуктивностью овощных культур в агроценозах (севооборот, системы обработки почв, удобрений и защиты растений). В целом, в ФГБНУ ФНЦО все исследования направлены на разработку и усовершенствование приемов в селекции и семеноводстве овощных культур, создание новых селекционных достижений и разработку сортовых технологий их возделывания