CC BY
3Скрещивания были двух типов: [(Pi-1+2+33) x Pi-ta] x Pi-b и Pi-1+2+33 x (Pi-ta x Pi-b). Гибриды, показавшие гетеро-зиготность по всем пяти аллелям, были высеяны на F2 в 2012 году и с лучших растений отобрали листья для анализа ДНК с использованием одного маркера по каждому из 5 генов [Костылев и др., 2014]. У всех гибридов расщепление по маркерам не укладывалось в рамки менделевского соотношения 1:2:1. Это связано с влиянием отбора, так как для анализа отбирали лучшие в селекционном отношении растения с безостыми фертильными колосками и хорошо вызревшим зерном.
По результатам анализа удалось выделить два образца риса (1225/13 и 1396/13), которые были гомозиготными по всем пяти доминантным аллелям. Повторные анализы листьев этих образцов в 2014-2015 гг. подтвердили эти результаты, т.е. гомозиготность по доминантным аллелям всех пяти локусов Pi-1+2+33+ta+b. Первая линия 1225/13 низкорослая (80 см), с небольшой метелкой (15 см), скороспелая - созревает за 110 дней. Вторая линия 1396/13
Библиографический
Костылев, П.И., Краснова Е.В., Редькин А.А., Мухина Ж.М., Дубина Е.В. Объединение в одном генотипе риса пяти генов устойчивости к пири-куляриозу с помощью ДНК-маркеров // 8-я Междунар. научно-практ. конф. «Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэ-косистем», г Краснодар, 2014. С. 25-28. Костылев, П.И., Шилов И.А., Мухина Ж.М. Перенос пяти генов устойчивости риса к пирикуляриозу с помощью ДНК-маркеров // Вестник РАСХН, 2014. 1. С. 33-35.
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 86-87
- более высокорослая (100 см), с крупной длинной метелкой (22 см), среднеспелая, период до созревания 120 дней. Кроме них, выделены 12 линий, имеющих все 5 генов, но некоторые из них в гетерозиготном состоянии. Из этих гибридов в последующие годы отобраны полные гомозиготные по доминантным аллелям устойчивости формы. Эти линии изучены в селекционном питомнике 2014-2015 гг. на урожайность, качество и устойчивость к пирикуляриозу. Проведен очередной цикл отборов лучших форм и их ПЦР-анализ. Перспективная линия 1396/13 размножена в 2015 году, получено 200 кг семян, которые будут высеяны в 2016 году на зараженных фонах для изучения устойчивости, продуктивности и качества.
Выводы. В результате многолетней работы по интро-грессии генов устойчивости к пирикуляриозу с помощью маркерной селекции и ПЦР-анализа получены пирамиди-рованные линии риса, совмещающие в себе пять эффективных генов устойчивости к опасному патогену Pi-l, Pi-2, Pi-33, Pi-ta, Pi-b.
список (References)
Inukai, T., Nelson R.J., Zeigler R.S., Sarkarung S., Mackill D.J., Bonman J.M., Takamure T., Kinoshita, T. Allelism of blast resistance genes in near-isogenic lines of rice // Phytopathology, 1994. 84. Р. 1278-1283. Jena K.K., Moon H.P., Mackill D.J. Marker assisted selection - a new
paradigm in plant breeding // Korean J. Breed., 2003. V.35. P. 133-140. Mackill, D.J., Bonman J.M. Inheritance of blast resistance in near-isogenic
lines of rice // Phytopathology, 1992. 82. Р. 746-749. Silue, D., Notteghem J.L., Tharreau D. Evidence for a gene-for-gene relationship in the Oryza sativa - Magnaporthe grisea pathosystem // Phytopathology, 1992. 82. Р. 577-580.
INCREASE RESISTANCE TO RICE BY BLAST PYRAMIDING OF SEVERAL GENES
WITH MARKER CONTROL P.I. Kostylev1, E.V. Krasnova1, A.A. Redkin1, Zh.M. Mukhina2, E.V. Dubina2
1All-Russian Research Institute of Grain Crops named after I.G. Kalinenko 2All-Russian Research Institute of Rice
Rice can significantly reduce grain yield in the defeat dangerous disease - blast. So urgent is the creation of yielding resistant varieties of rice with one genotype of several genes with their contribution. The use of molecular markers linked to resistance genes facilitates the selection work. Purpose - to create lines of rice with five resistance genes to blast. The donors of resistance genes were the lines of foreign selection, recipients - the Russian variety. We used microsatellite markers. In the first stage of the 6 hybrids obtained by crossing varieties of Boyarin and Virage with donor genes Pi-l, Pi-2, Pi-33. The second stage of the process obtained pyramiding shape with three genes together. In the third stage added genes Pi-ta and Pi-b. As a result, using the marker selection and PCR lines received rice, combining five effective resistance genes to this pathogen.
УДК 663.18
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ В РЕШЕНИИ ПРИРОДООХРАННЫХ ПРОБЛЕМ В ДФО
Л.Т. Крупская1,2, Д.А. Голубев1,2, М.Ю. Филатова1
1Тихоокеанский государственный университет, Хабаровск, Россия, ecoloiya2010@yandex.ru 2Дальневосточный НИИ лесного хозяйства, Хабаровск, Россия
Изложены результаты исследования проблемы использование биотехнологии в решении природоохранных проблем в Дальневосточном федеральном округе (ДФО). Цель исследования состояла в разработке способов реабилитации нарушенных земель (техногенных образований), в том числе хвостохранилищ, содержащих токсичные тяжелые металлы (ТМ), с использованием потенциала биологических систем для обеспечения экологической и социальной их безопасности. Методологической основой послужило учение академика В.И. Вернадского и основные положения, изложенные Б.П. Колесниковым и Н.В. Моториной в «Программе и методике изучения техногенных биогеоценозов». Выявлены экологические проблемы горного производства в ДФО. Теоретически, базируясь на публикациях российских и зарубежных ученых, а также наших собственных исследований, нами разработаны предложения для решения экологических проблем в горнодобывающей промышленности с использованием потенциала биологических объектов
88
Вестник защиты растений 3(89) - 2016. Материалы международной конференции
(новизна подтверждена Патентами РФ). К ним относятся: мероприятия на этапе горно-подготовительных работ, переработки минерального сырья, для предотвращения трансформации и деградации экосистем (рекультивация), ликвидация их пыления путем посева трав, применения микроорганизмов, гуминовых препаратов, смешанного корокомпоста из коры ели, лиственницы и березы, фототрофных бактерий, а также в процессе очистки сточных промышленных вод с использованием потенциала биологических систем и организации биологического мониторинга изменения экосистем.
Ключевые слова: реабилитация, рекультивация, потенциал биологических систем, экологическая безопасность.
В процессе освоения минерального сырья в прошлом веке нарушены большие площади продуктивных земель, что привело к формированию техногенных систем и интенсивному техногенному загрязнению компонентов природной среды, а также к ухудшению экологической ситуации в границах влияния горного производства. Воздействие нарушенных горными работами земель является негативным фактором для здоровья населения горняцких поселков. Поэтому «сохранение природы должно стать императивом всей деятельности человека, в том числе и в первую очередь - его технологической активности». Не случайно, одной из центральных задач государственной политики РФ, в том числе Дальневосточного федерального округа (ДФО), в области экологического развития на период до 2030 года, является восстановление нарушенных естественных экологических систем, предусматривающее реализацию программ, направленных на минимизацию негативного влияния на окружающую среду и ликвидацию экологического ущерба, связанного с прошлой хозяйственной деятельностью, в том числе горнодобывающей промышленностью. Решение данной задачи способствует обеспечению достижения цели Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации до 2020 года по улучшению качества окружающей среды и экологических условий жизни человека. Поэтому цель исследования состояла в разработке способов реабилитации нарушенных земель (техногенных образований), в том числе хвостохранилищ, содержащих токсичные тяжелые металлы (ТМ), с использованием потенциала биологических систем для обеспечения экологической и социальной их безопасности. Определены следующие задачи:
1. Проанализировать и обобщить литературные данные по названной проблеме; 2. Выявить основные экологические проблемы горного производства в ДФО; 3. Разработать мероприятия по снижению негативного воздействия техногенных систем на окружающую среду с использованием биотехнологии.
Объектами исследования явились природно-горнопро-мышленные системы, сформировавшиеся в прошлом веке в результате горнопромышленной деятельности. Методологической основой послужило учение академика В.И. Вернадского [1989] и основные положения, изложенные Б.П. Колесниковым и Н.В. Моториной в «Программе и методике изучения техногенных биогеоценозов» [1978].
Анализ, обобщение и систематизация литературных данных свидетельствует о том, что в настоящее время начинает развиваться в России направление по использованию потенциала биологических систем в решении экологических проблем при освоении минерального сырья [Буриев, 1991; Клец, 1997; Тимофеева, 1999; Кравец и др., 2003; Зверева, 2007; Krupskaya and other, 2014, 2015 и др.]. В условиях горных предприятий Дальневосточного федерального округа эта проблема практически не изучена.
На основании проведенных исследований в течение 1998-2015 гг. в ДФО выявлены следующие экологические проблемы горного производства:
1. Высокая отходоемкость горных производств; 2. Огромные площади нарушенных горными работами земель, в том числе загрязненных ртутью, а также хвостохра-ниищами, содержащими токсичные отходы и большое количество тяжелых металлов, заброшенными после отработки месторождения; 3. Очень низкие темпы проведения рекультивации; 4. Низкий уровень экологизации горных производств; 5. Низкая комплексность извлечения полезных компонентов и неэффективное использование запасов минерального сырья осваиваемых месторождений; 6. Устаревшая система экологических требований и необходимость ее реформирования; 7. Несовершенная нормативно-правовая база.
Одним из аспектов решения экологических проблем на горном предприятии является создание методов рекультивации с использованием биотехнологии. Современный этап научно-технического прогресса характеризуется революционными изменениями в биологии. Будущее применение биологического потенциала живых организмов в горном производстве перспективно, так как природные ресурсы планеты исчерпаны и необходимо, для поддержания устойчивого развития общества, разумно использовать и реализовать в технологии именно природные биогеохимические циклы.
Теоретически, базируясь на публикациях российских и зарубежных ученых, а также наших собственных исследований, с точки зрения возможности достижения гармонии в социобиотехносфере нами разработаны предложения для решения экологических проблем в горнодобывающей промышленности с использованием потенциала биологических объектов (новизна подтверждена Патентами РФ). Например, на этапе горно-подготовительных работ рекомендовано обеспечить минимальный уровень первичного негативного воздействия техногенной деятельности на верхнюю часть литосферы путем проведения анализа вещественного состава вскрышных пород, геоботанических признаков территории и биохимических показателей растений. Доказано, что при выполнении горных работ необходимо предусмотреть комплексное использование природных ресурсов в процессе освоения минерального сырья. Для предотвращения трансформации и деградации экосистем рекомендуется санитарно-гигиеническая рекультивация склонов отвалов, поверхности хвостохра-нилищ, предотвращение их пыления путем посева трав [Авт. свид. СССР, 1991], применение микроорганизмов, гуминовых препаратов [Патент, 2006], смешанного ко-рокомпоста из коры ели, лиственницы и березы [Патент, 2013], фототрофных бактерий [Патент РФ, 2015]. При проявлении эрозионных процессов на отвалах предложено проведение биологической стабилизации нарушенных земель, предполагающей посев многолетних бобово-зла-
ковых травосмесей. Нашими исследованиями доказана (микроорганизмы, растения), изучение процессов аккуму-
возможность очистки сточных промышленных вод с ис- ляции токсикантов в компонентах природной среды. пользованием потенциала биологических систем [Патент Внедрение принципиально новых технологий, разра-
РФ, 2014]. ботанных нами (новизна подтверждена Патентами РФ),
Кроме того, рекомендуется проводить контроль каче- на горном предприятии, предусматривающих целевое
ства окружающей среды в границах влияния горных ра- применение биологических систем и процессов, позво-
бот и хвостохранилищ путем организации биологическо- ляет обеспечить его социальную и экологическую безо-
го мониторинга, на основе наблюдений за организмами пасность, научно обосновать стратегические решения по
- биоиндикаторами, предполагающих определение тех- устойчивому развитию районов горнопромышленного
ногенных нагрузок с использованием высокочувствитель- освоения в Дальневосточном федеральном округе. Иссле-
ных тест-систем, концентраций загрязняющих веществ в дование выполнено за счет гранта Российского научного
биологических компонентах в данный отрезок времени фонда (проект №15-17-10016), ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет».
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 87-89
THE USE OF BIOTECHNOLOGY IN THE ENVIRONMENTAL CHALLENGES
IN THE FAR EASTERN FEDERAL DISTRICT
L.T. Krupskaya12, D A. Golubev12, M.U. Filatova
'Pacific National University, ecoloiya2010@yandex.ru 2Far East Scientific-Research Institute of Forestry
The results of the research challenges of biotechnology in addressing environmental problems in the Far Eastern Federal District (FEFD). The purpose of the study was to develop methods of rehabilitation of disturbed lands (man-made structures), including tailings containing toxic heavy metals (HM), using the potential of biological systems for environmental and social safety. The methodological basis was the doctrine of Academician V.I. Vernadsky and guidelines set out B.P. Kolesnikov and N.V. Motorina in "Program and methods of the study of man-made ecosystems." Identified environmental problems of mining in the Far Eastern Federal District. Theoretically, based on the publications of Russian and foreign scientists, as well as our own research, we have developed proposals to address environmental issues in the mining industry with the use of biological potential (novelty confirmed by the patent of the Russian Federation). These include activities at the stage of mining-preparatory works, mineral processing, to prevent the transformation and degradation of ecosystems (reclamation), prevent pollination by planting herbs, use of microorganisms, humic substances, mixed bark compost from the bark of spruce, larch and birch, phototrophic bacteria in the wastewater treatment industry using the potential of biological systems, the organization of biological monitoring changes in ecosystems.
УДК 632.937
ЭНТОМОПАТОГЕННЫЙ ШТАММ BACILLUS THURINGIENSIS 787
А.В. Крыжко, Л.Н. Кузнецова
НИИ сельского хозяйства Крыма, Симферополь, Россия, solanum@ukr.net Штамм B. thuringiensis 787 выделен из трупов гусениц Malacosoma neustria L., собранных в природе. Этот штамм не производит термостабильный ß-экзотоксин, проявляет высокую инсектицидную активность против личинок Leptinotarsa decemlineata Say и Galerucella luteola L. Данный штамм, ранее идентифицированный как B. thuringiensis var. shandongiensis, перспективен для разработки микробиологических инсектицидов нового типа.
Ключевые слова: штамм, энтомопатоген, Bacillus thuringiensis, идентификация.
Бактерии B. thuringiensis широко используются в практике контроля листогрызущих насекомых-вредителей. Биопрепараты на их основе могут быть альтернативой химическим препаратам, так как обладают селективностью действия, безопасны относительно компонентов агроценоза. Таким образом, практическая и экологическая значимость B. thuringiensis обусловливает актуальность исследований по выделению и изучению новых высокоэффективных штаммов.
Из трупов гусениц кольчатого шелкопряда (Malacosoma neustria L.), собранных в природных популяциях, выделен штамм 787, который по способности к споро- и кристаллообразованию отнесен к бактериям B. thuringiensis. Штамм не продуцирует термостабильный в- экзотоксин.
Энтомопатогенное действие штамма 787 изучали на личинках колорадского жука младшего возраста (Leptinotarsa decemlineata Say, Coleoptera). В течение 10
суток гибель насекомых составила 100 %, причем, более 50 % насекомых (до 71.7 %) погибало в течение 5-ти суток. Показана высокая эффективность штамма (82.4100 %) и против личинок ильмового листоеда ^а1егже11а 1Шео1а L.).
Для идентификации штамма 787 изучали его морфологические и физиолого-биохимические свойства по схеме А. Вацас, Е. Francon [1990] и А. Lysenko [1963]. Установлено, что при росте на мясо-пептонном агаре (МПА) бактерии образуют круглые или неправильной формы колонии с зубчатым краем, вязкие по консистенции, диаметром в среднем 6-10 мм. Рельеф колоний плоский, поверхность матовая, серовато-бежевого цвета с более светлой ареолой. Культуры быстрорастущие, появляются на поверхности МПА на вторые-третьи сутки. На стадии вегетативного роста образуют цепочки (до 7-13 клеток в цепочке). Окраска по Граму положительная. Размер клеток в
