YURIEV PLANT PRODUCTION INSTITUTE
of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine

(098) 949-45-24
yuriev1908@gmail.com

Laboratory of Immunity, Biotechnology and Quality

History of the unit:

The Laboratory of Immunity, Biotechnology and Quality was founded in 2022 in order to preserve scientific and human resources despite of the military aggression of the Russian Federation. Two structural divisions were merged: Laboratory of Plant Immunity to Diseases and Pests and Laboratory of Genetics, Biotechnology and Quality.

Research into plant immunity to diseases and pests at the Yuriev Plant Production Institute has been conducted since 1913, when the Department of Phytopathology was opened as part of Kharkiv Agricultural Experimental Station. Significant contributions to the development of phytopathology were made in different years by representatives of the Kharkiv scientific school, famous scientists: Potebnia A.O. - founder of the Laboratory, mycologist, private associate professor of Kharkiv University; Strakhov T.D. - phytopathologist, founder and organizer of plant protection in the former USSR, corresponding member of the USSR Academy of Sciences; Hrechka I.V., Hromyko G.M.; Dolhova O.M.; Petrenkova V.P.; Borovska I.Yu. Currently, research is headed by Kucherenko Ye.Yu. – an immunologist, student and follower of Petrenkova V.P.

Research into plant immunity to diseases and pests is carried out in close cooperation with the breeding laboratories and the National Center for Plant Genetic Resources of Ukraine in the following areas: identification of sources of resistance to diseases and pests among collection specimens and breeding materials of winter and spring wheats, barley, grain legumes, and sunflower; determination of donor capacities of identified sources of resistance to diseases; involvement of donors of resistance in crossings to create resistant starting materials; creation of resistant lines of field crops with their subsequent registration with the National Center for Plant Genetic Resources of Ukraine and involvement in scientific programs of breeding laboratories of the Institute; evaluation of levels of pathogen-induced damage to seeds of spiked cereals, grain legumes, corn, and sunflower (seed phytoexamination); identification of the pathogenic species on major field crops by studying plant samples in the laboratory.

The Laboratory of Biotechnology was founded in 1991. It originates from the haploidy group, which was part of the Barley Breeding Laboratory and since 1981, guided by L.M. Naumova, has been studying distant hybridization of barleys and obtaining haploids by haploproducer method using in vitro embryo culture. In different years, the Laboratory was headed by E.V. Krupnova, V.M. Cherednichenko, V.M. Popov, O.A. Zadorozhna. Since 2016, the research has been headed by O.V. Bilynska. The scientific mainstreams in the Laboratory in different years were experimental haploidy of barley and sunflower, cell selection for resistance of barley and pea to diseases, physiological mechanisms of resistance of sunflower to broomrape, creation of starting materials of sunflower with altered composition of tocopherols, determination of antioxidant activity in seeds, selection of sunflower genotypes using morphological, biochemical and molecular genetic markers. Based on findings on the main factors of experimental in vitro androgenesis, the first domestic technology for generating barley haploids in in vitro culture of anthers was developed; the innovative elements of this technology are protected by seven patents of Ukraine. For the first time in Ukraine, androgenic lines of doubled haploids were created and included in breeding.

The Laboratory of Grain Quality was organized on the basis of the Flour Milling and Baking Laboratory founded by M.Yo. Melnyk in 1934 on V.Ya. Yuriev’s initiative. The Laboratory of Grain Quality has gone through many stages of its development. At each new stage of organizational transformations, existing directions and methods were improved and new ones were evolved. From simple studies of the flour milling properties of local winter and spring wheat varieties, the research was developed towards in-depth studies of the technological and biochemical parameters of grain, use of polymorphism of storage proteins as molecular markers of valuable economic traits, and investigations of effects of growing technology components on grain quality. As a result of comprehensive research conducted together with the breeding laboratories, high-yielding cultivars of wheat, triticale, soybean, corn and other crops with improved grain quality were created. Laboratory employees are authors and co-authors of scientific publications, methodological guidelines, manuals and monographs. Significant contributions to the development of research into grain quality were made by Kuchumova L.P., Strelnykova M.M., Dmitriieva A.M., Panchenko I.A., Lukianenko L.M., Parkhomenko R.H., Luchnoi V.V., Leonov O.Yu., Usova Z.V., Didenko S.Yu., Relina L.I. Today, the research is headed by Usova Z.V. - Candidate of Agricultural Sciences, a student of Parkhomenko R.H. and a follower of Panchenko I.A.

In addition to theoretical and methodological studies, the Laboratory performs a large volume of laboratory analyses to determine the quality indicators of all crops, which are bred at the Institute. In total, 25 biochemical and technological analyses are performed for the Institute’s units.

The Laboratory maintains scientific contacts with the Plant Breeding and Genetic Institute - National Center of Seed and Cul;tivar Investigation of NAAS, SBU, V.N. Karazin Kharkiv National University, Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of NASU, Kharkiv National Pharmaceutical University, H.S. Skovoroda Kharkiv National Pedagogical University, NTU "Kharkiv Polytechnic Institute", and Poltava State Agrarian Academy. Laboratory employees give excursions to students, provide assistance in completing graduation and postgraduate theses, and conduct advanced training for scientists and pedagogical specialists (agricultural teachers).

Employees of the unit:
  • Head of the laboratory
    Head of the laboratory

    Usova Zoia Vasylivna, Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher

Areas of work:

Науковими співробітниками лабораторії імунітету, біотехнології та якості виконуються дослідження за:

ПНД 17 «Формування та використання банку генетичних ресурсів рослин (Генетичні ресурси рослин)» за завданнями:

17.01.03.01 Ф. Розкриття генетичного потенціалу різноманіття колекцій зернових та зернобобових культур за ознаками якості зерна та виділення еталонів рівнів їх прояву.

Оцінювання за біохімічними та технологічними ознаками якості зразків польових культур з колекції НЦГРРУ, сортів та ліній культур, селекція яких проводиться в Інституті рослинництва імені В.Я. Юр’єва НААН. Виявлення у генетичному різноманітті зернових, зернобобових, круп’яних культур джерел та донорів ознак якості зерна. Формування ознакових колекцій сільськогосподарських культур за цінними господарськими ознаками, що відображатимуть різноманіття культури за даними ознаками.

17.01.01.03 Ф. Виділення та створення на основі генетичного різноманіття зернових колосових і зернобобових культур джерел та донорів стійкості до біотичних чинників для селекції на імунітет.

Метою досліджень є скринінг генофонду зернових колосових і зернобобових культур на стійкість до біотичних чинників, виділення джерел та донорів стійкості, та створення на цій основі нового вихідного матеріалу для селекції на імунітет і використання його в селекційних програмах.

ПНД 14 «Біотехнологія і генетика в рослинництві»

за завданням 14.00.03.06.П «Підвищення ефективності одержання вихідного матеріалу ярого ячменю з кольоровим зерном за допомогою культури пиляків in vitro»

Комплексні дослідження генетичних і фізіологічних чинників андрогенезу in vitro та удосконалення технології масового одержання подвоєних гаплоїдів ярого ячменю. Експериментальне обґрунтування доцільності використання гаплоїдної технології для створення ліній подвоєних гаплоїдів у рамках певних селекційних програм. Створення DН-систем − популяцій рекомбінантних ліній подвоєних гаплоїдів для генетичних та молекулярно-генетичних досліджень у галузі спеціальної генетики ячменю і розробки підходів маркер-асоційованої селекції. Удосконалення методики одержання матроклінних ліній подвоєних гаплоїдів кукурудзи.

Basic scientific developments:
  • Діденко С.Ю., Усова З.В., Копитіна Л.П., Богуславський Р.Л., Голік О.В., Сахно Т.В., Буряк Л.І., Дворніченко Т.М., Шелякіна Т.А., Ільченко Н.К., Посилаєва О.О., Росанкевич О.М.. Методика добору інтрогресивних генотипів пшениці за допомогою електрофорезу запасних білків у поліакриламідному гелі; підгот. : НААН, Ін-т рослинництва ім. В.Я. Юр’єва НААН. Х., 2015. 23 c.
  • Леонов О.Ю., Усова З.В., Суворова К.Ю., Шелякіна Т.А. Вдосконалена методика визначення вмісту каротиноїдних пігментів у зерні та борошні пшениці м’якої для селекційних досліджень. Харків, 2020. 15 с.
  • Голік О.В., Вечерська Л.А., Рябчун В.К., Солонечна О.В., Музафарова В.А., Богуславський Р.Л., Реліна Л.І., Буряк Л.І., Шелякіна Т.А. Створення сортів пшениці твердої ярої з покращеними макаронними властивостями (методичні рекомендації). НААН, Інститут рослинництва імені В.Я. Юр’єва НААН. Харків, 2023. 25 с.
  • Патент на винахід. Україна 118385, А01H 4/00, C12N 5/02 (2006.1). Спосіб отримання культури invitro незрілих зародків ячменю / Білинська О.В. заявник і патентовласник Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва. a 2017 00177; заявл. 04.01.2017. Опубл. 10.01.2019. Бюл. № 1.
  • Петренкова В.П., Боровська І.Ю., Лучна І.С., Сокол Т.В., Ниска І.М., Кучеренко Є.Ю., Компанець К.В. Методологія виділення форм польових культур за стійкістю до комплексу біо- та абіотичних чинників. НААН, Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва. Х.: ФОП Бровін О.В., 2018. 242 с., рисунків 22, таблиць 99, бібліографія 235 назв.
  • Боровська І.Ю. Методологічні основи селекції соняшнику на стійкість до основних хвороб: монографія. НААН, Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва. Х.: ФОП Бровін О. В., 2018. 310 с., рисунків 58, таблиць 65, бібліографія 635 назв.
  • Hryhorii Taran, Volodymir Golota, Vira Petrenkova. Pre-Sowing Ozone Treatment of Seeds. LAP LAMBERT Academic Publishing is a trademark of International Book Market Service Ltd., member of Omni Scriptum Publishing Group, 2018, 142 p.
  • Кириченко В.В., Петренкова В.П., Кучеренко Є.Ю., Звягінцева А.М. та ін. Основи фітосанітарної безпеки в агроценозах польових культур. Навчальний посібник. Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва НААН, Харківський Національний технічний університет сільського господарства імені П. Василенка, МОН України, Харків., 2020. 324 с.
  • Каталог вихідного матеріалу зернових, зернобобових культур та соняшнику для селекції на стійкість до основних хвороб і шкідників в умовах Лісостепу України. Випуск 3, за ред. В.П.Петренкової, В.К.Рябчуна. Харків. ІР ім. В. Я. Юр’єва НААН, 2016. – 56 с.
  • Каталог вихідного матеріалу зернових та зернобобових культур на стійкість до основних хвороб і шкідників в умовах Лісостепу України. Випуск 4. за ред. В.П.Петренкової, В.К.Рябчуна. Харків. ІР ім. В. Я. Юр’єва НААН, 2018. 35 с.
  • Каталог інбредних ліній соняшнику зі зміненим вмістом ізомерів токоферолу / Н.С. Харитоненко, О.В. Анциферова, В.В. Поздняков та інші. Харків: Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, 2019. 12 с.
  • Лінії соняшнику зі зміненим вмістом ізомерів токоферолу (Свідоцтва про реєстрацію у НЦГРРУ №№ 1938−1946).
  • Свідоцтво № 315. Пшениця м'яка озима (Triticum aestivum L.). Тип колекції: робоча за загальною антиоксидантною здатністю.Автори: Леонов О.Ю., Усова З.В., Суворова К.Ю., Ярош А.В., Анциферова О.В., Харитоненко Н.С. Запит №000471. Дата пріоритету 21.01.2021.
  • Свідоцтво № 301. ПШЕНИЦЯ ТВЕРДА ЯРА (Triticum durum Desf.). Тип колекції: ознакова за макаронними властивостями.Автори: Солонечна О.В., Рябчун В.К., Музафарова В.А., Вечерська Л.А., Шелякіна Т.А., Богуславський Р.Л., Харитоненко Н.С. Запит №000451. Дата пріоритету 27.10.2020.
  • Свідоцтво № 302. ПШЕНИЦЯ ТВЕРДА ОЗИМА (Triticum durum Desf.). Тип колекції: ознакова за макаронними властивостями. Автори: Ярош А.В., Рябчун В.К., Вечерська Л.А., Анциферова О.В., Харитоненко Н.С., Богуславський Р.Л., Скороходов М.Ю. Запит №000446. Дата пріоритету 29.09.2020.

 

Пропозиції щодо наукового співробітництва та надання послуг

Лабораторія генетики, біотехнології та якості виконує аналітичні роботи для науково-дослідних установ та агропідприємств різної форми власності, фермерів, фізичних осіб на комерційній основі .

Лабораторія оснащена сучасним лабораторним обладнанням. Насамперед це прилад «Інфралюм», призначений  для кількісного експрес-аналізу якості зерна та продуктів його переробки на основі інфрачервоної спектроскопії. Дозволяє визначати якісні показники без попередньої підготовки проб. Не потребує пробопідготовки і визначення вмісту олії в насінні соняшнику та інших олійних культур на ЯМР-аналізаторі, в роботі якого використано явище ядерного магнітного резонансу . Для визначення жирнокислотного складу олії застосовується газова хроматографія . Фракційний склад ізомерів токоферолу визначається за допомогою високоефективної рідинної хроматографії .

Лабораторія також має повний комплекс обладнання для проведення досліджень у галузі біотехнології рослин, зокрема для культивування in vitro рослинних клітин, тканин та органів (файл 14 посилання) і проведення ПЛР-аналізу .         

Можливе укладання договорів з науково-дослідними установами на проведення спільних досліджень за договорами щодо науково-технічного співробітництва.

 

                                  

Major scientific publications:
  • Білинська О. В., Лютенко В. С., Дульнєв П. Г., Безпарточна В.П. Чоловіча стерильність соняшнику (Helianthusannuus L.), індукована новими гаметоцидними препаратами. Фактори експериментальної еволюції організмів: зб. наук. праць / НАН України, НААН України, НАМН України, Укр. товариство генетиків і селекціонерів ім. М. І. Вавилова / редкол. : В.А. Кунах (голов. ред..) [та ін.]. К.: Логос, 2019. Т. 25. С. 26−32
  • Bilynska O.V. Influence of spike pretreatment at a low temperature on the efficiency of spring barley haploid production in anther culture in vitro. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2020. 30(1), 68–76. https://doi.org/10. 15407/cryo30.01.068.
  • Leonov O.Yu., Sharypina Ya.Yu., Usova Z.V., Suvorova K.Yu., Sakhno T.V. Allelic composition of puroindolinium genes and confectionery properties of flour of soft winter wheat samples Plant Varieties Studying and Protection. 2020. Vol. 16, № 2. Р. 217–225. https://doi.org/10.21498/2518-1017.16.2.2020.209258
  • Леонов О.Ю., Шарипіна Я.Ю., Усова З.В., Суворова К.Ю., Сахно Т.В. Ідентифікація ліній пшениці ярої за алельним станом генів VRN для використання в селекції пшениці озимої на вміст каротиноїдів. Агробіологія: збірник наукових праць. 2020. № 1. С. 88–95. DOI: https://doi.org/10.33245/2310-9270-2020-157-1-88-95
  • Relina L.I., Suprun O.H., Boguslavskyi R.L., Didenko S.Yu., Vecherska L.A., Golik O.V. Fatty acid composition of oil from grain of some tetraploid wheat species. Biotechnologia Acta. V. 13, No 2. 2020. 56-64 https://doi.org/10.15407/biotech13.02.056
  • Zaparenko A., Didenko S., Holyk O., Goloventsov Y. Дослідження технологічних властивостей борошна полб’яного. FoodScience and Technology, 14(2). 2020. Р. 111-119. https://doi.org/10.15673/fst.v14i2.1717
  • Вечерська Л., Голік О., Реліна Л., Буряк Л., Шелякіна Т. Розроблення способу експрес-оцінки кольору борошна й макаронів, вироблених із пшениці різних видів. Plant Varieties Studying and Protection. 2020. Вип. 16 (4). С. 343–348. https://doi.org/10.21498/2518- 1017.16.4.2020.224049
  • Horiainova, V.V., Turenko, V.P., Bilyk, M.O., Stankevych, S.V., Zhukova, L.V., Batova, O.M., Martynenko, V.I., Kucherenko, Ye.Yu., Zviahintseva, A.M. Species composition, morphological and biological peculiarities of leaf pathogens of spring wheat. Ukrainian Journal of Ecology, 10(3), 2020. 115–120. DOI: 10.15421/2020_143
  • Stankevych S., Zhukova L., Horiainova V., Bezpal'ko V., Dolya M., Polozhenets V., Rozhkova T., Batova O., Bondar O., Zaiarna O., Golosna L., Gavryliuk A., Furdyha M., Kucherenko Ye., Zviahintseva A., Gepenko O. Spreading and development of root rots on winter wheat and spring barley plants depending on pre-sowing seed treatment with mwf of ehf and plant growth regulators. Ukrainian journal of ecology. 2021. №11 (7). Р. 93–109. DOI: 10.15421/2021_246
  • Vasylenko A.O., Vus N.O., Bezuhlyi I.N., Bezuhla O.N., Shevchenko L.N., Kucherenko Ye.Yu., Hliantsev A.V. Pea donors of valuable breeding traits. . The Journal of V. N. Karazin Kharkiv National University, Series “Biology”, 2021, 36, 74–82. https://doi.org/10.26565/2075-5457-2021-36-8
  • Докукіна К.І., Білинська О.В., Шелякіна Т.А., Буряк Л.І., Ільченко Н.К. Якість зерна гібридних ліній пшениці м’якої ярої – потомків гібридів синтетиків з сортом Харківська 26. Наукові доповіді НУБіП України. 2021. Т. 3(91). http://dx.doi.org/10.31548/dopovidi2021.03.006
  • Усова З.В., Леонов О.Ю., Козуб Н.О., Созінов І.О. Ідентифікація зразків пшениці м'якої озимої харківської селекції за білковими маркерами. Збірник наукових праць. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2021. Т. 29. С. 52–57. https://doi.org/10.7124/FEEO.v29.1406
  • Gorlachova О., Gorbachova S., Kobyzeva L., Suprun О., Ilchenko N., Sheliakina T. Biochemical composition of millet grain and its changes during storage. Food Science and Technology. 2022. 16 (2). Р. 22–32. https://doi.org/10.15673/fst.v16i2.2367
  • KucherenkoYe.Yu., Zviahintseva A.M., Kobyzeva L.N., KolomatskaV.P., Makliak K.M., Vasko N.I., Zuieva K.V., Lutsenko T.M. Marker-assisted selection and use of molecular markers in sunflower breeding for resistance to diseases and parasites The Journal of V.N. Karazin Kharkiv National University. 2022. Issue 38. С. 14–29. DOI: https://doi.org/10.26565/2075-5457-2022-38
  • Білинська О.В., Шелякіна Т.А. Здатність до андрогенезу in vitro сортів і ліній ярого ячменю (H. vulgare L.) – джерел ознаки високий вміст білка в зерні. Фактори експериментальної еволюції організмів: зб. наук. праць / НАН України, Укр. Товариство генетиків і селекціонерів ім. М. І. Вавилова / редкол. : В.А. Кунах (голов. ред.). 2023. Т.  32.  С. 69–73. : https://doi.org/10.7124/FEEO.v32.1538
  • Yarosh A.V., Kuzmyshyna N.V., Kucherenko Ye.Yu. Adaptive potential of short-stemmed winter bread wheat genotypes in the eastern Forest-Steppe of Ukraine. Scientific Horizons. 2024. Vol. 27. No. 2. Р. 54–64. https://doi.org/10.48077/scihor2.2024.54
  • Yarosh A., Kucherenko Ye., Barylko M., Usova Z., Vasylenko A. Ecological plasticity of soft winter wheat varieties and resistance to snow mould pathogen (Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett). Scientific Horizons. 2024. 27(10). Р. 31–42. https://doi.org/10.48077/scihor10.2024.31
Contacts of the department:

Завідувачка лабораторії

Усова Зоя Василівна, кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

Тел.: +38 (050) 505-29-96  E-mail: ppiww2017@gmail.com

 

Провідний науковий співробітник лабораторії

Білинська Олена Володимирівна, кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник

Тел.: +38 (068) 566-03-20  E-mail: bilinska@ukr.net

 

Старший науковий співробітник лабораторії

Кучеренко Єгор Юрійович, кандидат сільськогосподарських наук

Тел.: +38 (095) 938-73-32  E-mail: egorkucherenko91@gmail.com