Соматический эмбриогенез (как метод микроклонального размножения) может быть использован для промышленного получения посадочного материала хвойных пород. По этой причине необходимо изучение различных генетических нарушений, возникающих в условиях in vitro, которые потенциально могут наследоваться получаемыми вегетативными потомками. В настоящей работе представлены результаты исследования сомаклональной изменчивости и уровня миксоплоидности каллусных колоний и регенерантов шести эмбриогенных линий ели европейской (Picea abies (L.) Karst.). На различных этапах культивирования соответствующего растительного материала in vitro использовалась питательная среда ½ LM, которая дополнялась сахарозой и глутамином, а также, при необходимости, регуляторами роста 2,4-Д, 6-БАП, АБК, ИМК и активированным углем. Микросателлитный анализ образцов проводился с использованием пяти EST-SSR-маркеров: Pa28, Pa33, Pa56, Pa47, Pa52. Показано, что в образцах трех из шести эмбриогенных линий по локусу Pa28 было выявлено более двух (три или четыре) аллельных вариантов. Кроме того, в ряде случаев изучаемые ткани имеют выраженные признаки миксоплоидии. Для сопоставления полученных данных проведен соответствующий микросателлитный анализ 33 естественно произрастающих средневозрастных деревьев ели европейской. Только у двух растений выявлены триплоидные клетки, что показывает значительно более низкий уровень геномных или хромосомных аберраций, чем в культурах in vitro.

В статье изложены результаты генетической оценки разнообразия аллельных вариантов промотора гена PaLAR3, детерминирующего отдельные этапы метаболизма флавоноидов ели европейской (Picea abies (L.) H. Karst.). Активность образования производных флаван-3,4-диола-(+)-катехина зависит от структуры промотора гена PaLAR3 и влияет на формирование устойчивости ели европейской к корневой гнили, вызываемой фитопатогенным грибом Heterobasidion parviporum Niemelä & Korhonen.

Экспериментальный материал для исследований был собран в 2017–2023 гг. с 950 деревьев ели европейской, произрастающих в различных регионах Беларуси как на лесосеменных плантациях I и II порядков, так и в лесных культурах.

В результате молекулярно-генетического анализа промотора гена PaLAR3 выявлено 8 размерных вариантов ампликонов, относящихся к 2 основным группам аллелей: А (А – 470 н. о., А₁ – 488 н. о.) – восприимчивый к H. parviporum фенотип ели; В (В – 345 н. о., В₁ – 342 н. о., С – 376 н. о., С₁ – 394 н. о., D – 331 н. о. и D₁ – 339 н. о.) – устойчивый фенотип. Проведенный анализ встречаемости аллельных вариантов среди всех изученных деревьев показал, что наибольшей представленностью характеризовалась восприимчивая группа аллелей А (65,40 %) и непосредственно аллель А (62,75 %). Группа B (34,60 %) включала в себя доминирующий аллельный вариант B (32,35 %) и его редкие разновидности с частотой встречаемости менее 1 %.

Эндосперм пшеницы на 65–85 % состоит из крахмала, содержание которого в значительной степени определяет массу зерна. В данной работе в коллекции 40 линий мягкой пшеницы с генетическим материалом Triticum dicoccoides, T. dicoccum, T. durum, T. spelta, T. kiharаe и их родительских форм исследовали полиморфизм девяти генов, контролирующих синтез крахмала, для выявления связи их аллельных вариантов с признаками продуктивности в условиях Беларуси, а также оценили влияние чужеродного генетического материала на продуктивность пшеницы. Полиморфизм не обнаружен только для генов TaCWI-5D и TaAGP-L-1B. Установлен значимый вклад генов TaSus2-2В, TaSus1-7А, TaCWI-4A, TaAGP-S1-7А, TaBT1-6B в изменчивость массы зерен; генов TaSus2-2A, TaSus1-7А, TaCWI-4A – в изменчивость числа зерен с колоса; генов TaSus2-2A и TaSus2-2В – в изменчивость продуктивной кустистости. Частота встречаемости благоприятных гаплотипов у сородичей пшеницы незначительно уступала таковой у сортов, у интрогрессивных линий (ИЛ) – была на уровне сортов. Включение чужеродного генетического материала в геном пшеницы не оказало отрицательного влияния на основной показатель продуктивности – массу 1000 зерен, которая в среднем за 4-летний период у ИЛ (38,51 г) была достоверно выше, чем у сортов (36,91 г).

Никель является для высших растений эссенциальным трэйс-элементом, входящим в состав уреазы, глиоксилаз и ряда гидрогеназ. Однако в высоких концентрациях данный металл подавляет рост и развитие растений. Токсичные для растений уровни Ni²⁺ (>10^–5 М) характерны для почв, сформированных из вулканических пород, вблизи горнодобывающих и металлургических комбинатов, свалок, мест захоронения отходов. Повышенное содержание уровня никеля в почвах зарегистрировано и на некоторых территориях Беларуси. В представленной работе исследовано воздействие диапазона токсических концентраций Ni²⁺ (0,3–2 ммоль/л NiCl₂) на экспрессию ряда важнейших генов стрессового ответа у модельных растений Arabidopsis thaliana (L.) Heynh., а также влияние на этот процесс природного защитного агента растений – L-гистидина (Гис), усиленно синтезируемого растениями при никелевом стрессе и способного связывать Ni²⁺. В ходе проведенных опытов с использованием метода полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) было обнаружено, что введение Ni²⁺ в культивационную среду вызывало дозозависимое увеличение относительной экспрессии генов, кодирующих глутатионредуктазу (GR1), НАДФН-оксидазу (RBOHC), Са²⁺-зависимую протеинкиназу (CPK6), каталазу (CAT2) и наружу-выпрямляющий К⁺-канал (GORK1). Максимальное увеличение наблюдалось при обработке 2 ммоль/л Ni²⁺ и составляло 5,9; 5,0; 3,0; 2,8 и 2,2 раза для транскриптов RBOHC, GR1, CPK6, CAT2 и GORK1 соответственно. В случае генов поли(АДФ-рибоза)-полимеразы (PARP1), циклина В2 (CYCB2) и Cu/Zn-супероксиддисмутазы (CSD2) уровень транскриптов возрастал при низких уровнях Ni²⁺, а затем снижался при его более высоких уровнях в среде. Введение Гис совместно с Ni²⁺ предотвращало Ni²⁺-индуцированное изменение экспрессии генов. Таким образом, в работе продемонстрировано, что растения A. thaliana отвечают на избыток Ni²⁺ индукцией экспрессии ферментативных антиоксидантов, белков редокс- и Са²⁺-опосредуемой клеточной сигнализации, а также модификацией систем контроля деления и репликации ДНК; данный эффект находится под контролем экзогенного Гис.

В статье приводятся сведения о влиянии факторов физической природы (плазма диэлектрического барьерного разряда атмосферного давления (ДБР), плазма высокочастотного разряда низкого давления (ВЧ), высокочастотное электромагнитное поле (ВЧ ЭМП) и помещение семян в условия вакуума) на всхожесть семян и морфометрические параметры 3-летних саженцев Larix × eurolepis Henry.

Установлено, что некоторые факторы физической природы оказывают стимулирующее влияние на прорастание семян лиственницы широкочешуйчатой, которое зависит от используемого фактора и продолжительности его воздействия.

Влияние физических факторов на семена сказалось на росте и дальнейшем развитии саженцев. Наибольшее воздействие на прирост, диаметр кроны, длину хвои и высоту растений оказала обработка семян плазмой ДБР атмосферного давления в течение 3 мин, которая снизила соответствующие показатели более чем в 4 раза. Такая обработка может использоваться в селекционных целях для получения карликовых растений.

У саженцев также наблюдалось достаточно широкое варьирование окраски хвои, которое особенно проявилось при нахождении семян в вакуумной среде в течение 15 мин. При этом наряду с типичной светло-зеленой хвоей отмечены саженцы с различным сочетанием в окраске хвои зеленого, белого, серого и голубого цветов.

Разработан усовершенствованный биотехнологический способ получения 6-тио-2′-дезоксигуанозина – модифицированного нуклеозида, проявляющего уникально широкий спектр противоопухолевой активности. Препаративный однореакторный способ включает инкубирование при температуре 45 ℃ 6-тиогуанина и 2′-дезокситимидина в фосфатном буфере в присутствии рекомбинантных тимидинфосфорилазы и пуриннуклеозидфосфорилазы Escherichia coli и отличается от известного способа-аналога тем, что 2′-дезокситимидин и 6-тиогуанин вносят в реакционную смесь в количествах, намного превышающих их водорастворимость. Использование предлагаемого способа получения 6-тио-2′-дезоксигуанозина обеспечивает по сравнению с известным способом-прототипом увеличение выхода целевого продукта в расчете на исходный 2′-дезокситимидин с 14,6 до 33,5 % и повышение волюметрического выхода целевого продукта с 4,13 до 75,8 г/л реакционной смеси. Это существенно повышает эффективность использования единицы объема биореактора. Предлагаемый метод высокотехнологичен и может быть успешно применен в условиях производства.

Сочетанное действие дефицита биогенных элементов в среде культивирования Dunaliella salina штамма IBCE D-1 и света высокой интенсивности более эффективно по сравнению с действием только дефицита биогенов для индукции накопления каротиноидов в клетках водоросли. При этом дефицит азота в среде приводит к большей продукции клетками β-каротина, нежели дефицит калия и фосфора. Установлено преимущественное подавление активности фотосистемы 2 (ФС2) в клетках D. salina, культивируемых на среде, дефицитной по азоту, по сравнению с контролем и вариантом с дефицитом калия и фосфора, что может быть ключевым фактором запуска повышенного синтеза в клетках водоросли β-каротина как антиоксиданта, предотвращающего избыточное накопление в хлоропластах активных форм кислорода, в частности синглетного молекулярного кислорода, генерация которого увеличивается при повреждении компонентов или нарушении функционирования комплексов ФС2.

Как свидетельствуют данные литературы и наши предыдущие исследования, ожирение может вызывать дисфункцию щитовидной железы (ЩЖ) у самцов крыс.

Цель работы – изучение морфо-функционального состояния ЩЖ при диет-индуцированном висцеральном ожирении и вариантах его немедикаментозной коррекции у самок крыс линии Wistar.

Крысы получали стандартную (СтД) либо высококалорийную диету (ВКД), вызывающую висцеральное ожирение. Коррекцию ожирения проводили путем перехода от ВКД на СтД и (или) с подключением бега на тредмиле. Эксперимент включал 6 групп животных: 1) «CтД» – 16 недель; 2) «ВКД» – 16 недель; 3) «ВКД/СтД» – 8/8 недель; 4) «СтД + бег» – 16/8 недель; 5) «ВКД + бег» – 16/8 недель; 6) «ВКД/СтД + бег» – 8/8 недель.

В сыворотке крови самок крыс группы «ВКД» было зарегистрировано нарастание уровня тироксина (Т4). При этом снижалась активность тиреопероксидазы (ТПО) и содержание малонового диальдегида (МДА) в ткани ЩЖ, а также отмечались морфологические признаки гипофункции ЩЖ. Наиболее полное восстановление активности ТПО и морфо-функциональных характеристик ткани ЩЖ наблюдалось при переходе от ВКД к СтД. Умеренные физические нагрузки на фоне ВКД положительно воздействовали на некоторые морфометрические характеристики ЩЖ, но не восстанавливали значения ТПО и МДА. При сочетанной коррекции ожирения («ВКД/СтД + бег») наблюдалось частичное восстановление гистоструктуры органа с нормализацией активности ТПО, но не МДА.

Таким образом, диет-индуцированное висцеральное ожирение сопровождается повышением уровня тироксина в крови, однако при этом развиваются морфологические и биохимические признаки снижения функциональной активности в ткани ЩЖ. Успешная коррекция висцерального ожирения с восстановлением структуры и функции ЩЖ достигается при переходе от ВКД на СтД.