ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА ИМЕНИ В.Я. ЮРЬЕВА
Национальной академии аграрных наук Украины

Лаборатория генетики, биотехнологии и качества

История подразделения:

Лабораторія генетики, біотехнології та якості створена у 2017 р. шляхом об’єднання двох структурних підрозділів − лабораторії генетики і біотехнології та лабораторії якості зерна. У свою чергу лабораторію генетики і біотехнології було організовано за рахунок об’єднання лабораторії генетики і фізіології та лабораторії біотехнології рослин у 2006 р.

Генетичні дослідження як невід’ємна частина селекційного процесу беруть початок від моменту заснування Харківської селекційної станції у 1910  р. Значний внесок у розвиток генетики в різні роки зробили представники харківської генетичної школи, відомі вчені В. Я. Юр’єв, М. М. Кулешов, І. М. Поляков, Л. М. Делоне, В  Є. Козубенко, а також  В.Т. Манзюк, Б. П.  Гур’єв, В. В. Кириченко, П. П. Літун, С. М. Тимчук.

Як самостійний науковий підрозділ лабораторія генетичних основ селекції була створена у 1979 р. на основі існуючої з початку 70-х років лабораторії польового досліду. Основними напрямами досліджень лабораторії впродовж більш ніж 20-ти років були розробка під керівництвом П.П. Літуна теорії генетико-селекційних експериментів і технології селекційного процесу, а також інформаційне забезпечення генетико-селекційних дослідів. Вагомі здобутки було отримано у галузі біохімічної генетики під керівництвом С.М. Тимчука. Зокрема, було розроблено моделі генетичної регуляції білкового, вуглеводного та ліпідного комплексів кукурудзи, жирнокислотного складу олії соняшнику. Вперше в Україні та СНД створено гібриди технічної кукурудзи амілозного та безамілозного типів і надцукрової кукурудзи.

Лабораторію біотехнології було засновано у 1991 р. Цей підрозділ бере початок від групи гаплоїдії, яка  входила до складу лабораторії селекції ячменю і з 1981 р. під керівництвом Л.М. Наумової провадила дослідження у галузі віддаленої гібридизації ячменю та отримання гаплоїдів методом гаплопродюсера з застосуванням ембріокультури in  vitro. У різні роки підрозділом керували Е. В. Крупнова, В. М. Чередніченко, В. М. Попов, О. А. Задорожна. З 2016 р. лабораторію очолює О.  В. Білинська.

Основними напрямами наукової діяльності лабораторії біотехнології впродовж 2006−2017 рр. були дослідження у галузі експериментальної гаплоїдії ячменю та соняшнику, клітинна селекція на стійкість ячменю та гороху до хвороб, вивчення фізіологічних основ стійкості соняшнику до вовчка, створення вихідного матеріалу соняшнику із зміненим фракційним складом токоферолів, визначення антиоксидантних властивостей насіння, добір генотипів соняшнику за використання морфологічних, біохімічних та молекулярно-генетичних маркерів. На основі вивчення основних чинників експериментального андрогенезу in vitro було розроблено першу вітчизняну технологію отримання гаплоїдів ячменю у культурі пиляків in vitro, інноваційні елементи якої захищено сімома патентами України. Вперше в Україні і СНД створено і впроваджено у селекційний процес андрогенні лінії подвоєних гаплоїдів.

Лабораторія якості зерна була створена на основі борошномельно-хлібопекарської лабораторії, заснованої у 1934 р. з ініціативи В.Я. Юр’єва М.Й. Мельником. У перший період основна увага вчених була зосереджена на оцінюванні борошномельних і хлібопекарських властивостей місцевих і новостворених сортів пшениці, вивченні особливостей формування високоякісного зерна в залежності від технологій обробітку ґрунту, фонів мінерального живлення. В подальшому дослідження були спрямовані на вивчення технолого-біохімічних характеристик зерна, генетичних основ формування показників якості різних культур, вивчення фракційного складу основних біохімічних компонентів зерна і насіння (білків, жирів, вуглеводів), використання поліморфізму запасних білків як молекулярних маркерів ознак якості.

З 2017 р. лабораторія якості зерна функціонує у складі об’єднаного підрозділу –  лабораторії генетики і біотехнології та якості. Основними напрямами досліджень наразі є вивчення показників якості основних сільськогосподарських культур (вмісту та якості білка, клейковини, вмісту олії та її жирнокислотного складу, вмісту та фракційного складу крохмалю, вітамінів в зерні бобових, круп’яних та олійних культур), використання віддаленої гібридизації для розширення генетичного різноманіття та створення вихідного матеріалу озимої та ярої пшениці, створення вихідного матеріалу зернових та круп’яних культур із перерозподіленим фракційним складом крохмалю. Надається повна хлібопекарська оцінка та оцінка макаронних властивостей як сучасних сортів, так і колекційних зразків озимої та ярої пшениці, тритикале, жита, пшениці полби.

Окрім теоретичних і методичних досліджень, лабораторія виконує великий обсяг робіт з визначення показників якості усіх культур, селекція яких провадиться в інституті Загалом виконується 25 видів біохімічних і технологічних аналізів для структурних підрозділів інституту а також на комерційній основі за договорами з науково-дослідними установами, агропідприємствами різної форми власності, фермерами.

Лабораторія підтримує наукові контакти з Селекційно-генетичним інститутом – Національним центром насіннєзнавства і сортовивчення НААН, Харківським національним університетом ім. В.Н Каразіна, Харківським національним університетом ім. В.В. Докучаєва, Харківським Державним університетом харчування і торгівлі, ХНТНС ім. П. Василенка, Інститутом біоорганічної хімії та нафтохімії НАНУ, Харківським національним фармацевтичним університетом, Харківським національним педагогічним університетом ім. Г. Сковороди, НТУ «Харківський політехнічний інститут», Полтавською державною аграрною академією. Співробітники лабораторії проводять екскурсії для студентів, забезпечують виконання курсових і дипломних робіт, а також проходження стажування викладачів профільних кафедр з метою підвищення кваліфікації у галузі сучасної біотехнології рослин.

Співробітники лабораторії брали участь у міжнародній співпраці. Зокрема, у 2008 р. С. Ю. Діденко з групою співробітників виграла грант Міжнародної Агенції з ядерної енергії (м. Відень, Австрія) на проведення у 2008−2012 рр. досліджень «Покращення якості зерна пшениці та кукурудзи за використання індукованого мутагенезу».

Сотрудники подразделения:
  • Заведующий лабораторией
    Заведующий лабораторией

    Белинская Елена Владимировна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

  • Коллектив лаборатории
    Коллектив лаборатории

Направления работы:

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.

Оцінювання за біохімічними та технологічними ознаками якості зразків зернових, зернобобових, круп’яних та олійних культур, селекція яких проводиться в Інституті рослинництва імені В.Я. Юр’єва (вимоги до підготовки матеріалу ). 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. Створення ліній пшениці озимої та ярої з інтрогресіями від видів-співродичів (Т. durum, T. dicoccum) як нового вихідного матеріалу із розширеною спадковою мінливістю за технолого-біохімічними показниками якості зерна.

Виділення ліній соняшнику − відновників фертильності пилку, в яких поєднано змінений вміст ізомерів токоферолу з комплексом цінних господарських ознак. Особливістю виділених ліній соняшнику буде підвищений вміст β, γ, δ та суми усіх ізомерів токоферолу, стійкість до несправжньої борошнистої роси, підвищений вміст олії, висока урожайність та пристосованість до умов вирощування в східній частині Лісостепу. Залучення одержаних ліній до селекційних програм соняшнику, спрямованих на підвищення якості. Визначення вмісту олії та антиоксидантної активності в насінні різних сільськогосподарських культур.

Тестування нових вітчизняних гаметоцидних препаратів для проведення хімічної кастрації соняшнику. Розробка лабораторних тестів визначення фізіологічної активності гаметоцидів.

            

Основные научные разработки:

Основні наукові розробки лабораторії генетики, біотехнології та якості (2010-2020 рр.)

  • Методика добору інтрогресивних генотипів пшениці за допомогою електрофорезу запасних білків у поліакриламідному гелі; підгот. : С. Ю. Діденко, З. В. Усова, Л. П. Копитіна, Р. Л. Богуславський, О. В. Голік, Т. В. Сахно, Л. І. Буряк, Т. М. Дворніченко, Т. А. Шелякіна, Н. К. Ільченко, О. О. Посилаєва, О. М. Росанкевич / НААН, Ін-т рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН.  Х., 2015.  23 c.
  • Вдосконалена методика визначення вмісту каратиноїдних пігментів у зерні та борошні пшениці м’якої для селекційних досліджень. Леонов О.Ю., Усова З.В., Суворова К.Ю., Шелякіна Т.А. Харків, 2020. 15.с.
  • Патент на винахід 95000 Україна, МПК С12М, BO2C 18/12. Пристрій для вилучення зразків клітинного матеріалу видів сільськогосподарських культур / Білинська О. В.,Каравашенко О. В., Красніченко О. Л., Макаліш А. М., Аметов Р. А., Сухоруков А. М.; заявник і патентовласник Науково-виробниче об’єднання «Селта» Наукового центру «Інститут механізації та електрифікації сільського господарства НААН. а200911845; Заявл. 19.11.2009; Опубл. 25.06.2011. Бюл. № 12.
  • Патент на винахід 103426 Україна, А01H 4/00, C12N 5/02 (2006.1). Штучне живильне середовище для отримання гаплоїдів ячменю у культурі пиляків in vitro / Білинська О. В., Тимчук С. М., Деребізова О. Ю.; заявник і патентовласник Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва. – a2012 10359; заявл. 03.09.2012.– Опубл. 10.10.2013. Бюл. № 19.
  • Патентна корисну модель 101781 Україна, А01H 1/04(2006.01) Спосіб підвищення вмісту амілози в крохмалі кукурудзи / Тимчук Д. С., Тимчук С. М., Білинська О. В. , Тимчук В. М.; заявник і власник Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва. – u2015 04043; заявл. 27.04.2015. – Опубл. 29.09.2015. Бюл. № 18.
  • Патент на винахід 113261 Україна, А01H 4/00, C12N 5/02 (2006.1). Спосіб попередньої обробки рослинного матеріалу для отримання гаплоїдів ячменю ярого у культурі пиляків in vitro / Білинська О. В.;  заявник і власник Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва. – а 201600611; заявл. 25.01.2016. – Опубл. 26.12.2016. Бюл. № 12.
  • Патент на винахідУкраїна118385 , А01H 4/00, C12N 5/02 (2006.1). Спосіб отримання культури in vitro 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.
  • Лінії соняшнику зі зміненим вмістом ізомерів токоферолу (Свідоцтва на реєстрацію у НЦГРРУ №№ 1938−1946).
  • 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.
  • Колекція сортів-еталонів ярого тритикале за хлібопекарськими якостями, яка включає 65 сортів і ліній ранньої, середньостиглої та пізньостиглої групи.
  •  Колекція ліній-еталонів кукурудзи за вмістом каротиноїдних пігментів. Колекція включає 22 лінії ранньостиглої, середньоранньої, середньостиглої, середньопізньої та пізньостиглої груп різного підвидового складу.
  • Лінії кукурудзи з безамілозним крохмалем,  створені методом фізичного мутагенезу і добору, лінії пшениці м’якої, твердої, полби з високими показниками якості зерна.

 

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.

 

                                  

Основные научные публикации:

Статті, розділи монографій

  • Belinskaya E.V. Genotype features of morphogenesis in spring barley anther culture. Cytology and Genetics. 2010. V. 44. P.103−107. DOI: 10.3103/S0095452710020052 (Scopus).
  • 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 (Scopus).
  • Bilynska O. V. Effect of nutrient media containing natural and chemically modified starches on haploid production in spring barley anther culture in vitro. In: Biological Systems, Biodiversity, and Stability of Plant Communities / Ed. L. I. Weisfeld, A. I. Opalko, N. A. Bome, S. A. Beguzarova. Waretown (USA): Apple Academic Press, 2015. P  211−228.
  • 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 Р.56-64.
  • Relina LI, Boguslavskyi RL, Vecherska LA, Didenko SYu, Golik OV, Sheliakina TA, Pozdniakov VV. Grain quality of tetraploid wheat Triticum timopheevii (Zhuk.) Zhuk. Селекція і насінництво. 2018. Вип. 114. С. 106−119.
  • Вечерська Л.А., Реліна Л.І., Голік О.В. Пшениця полба: переваги, недоліки і перспективи. «Вісник Уманського національного університету садівництва». 2018; 2: С. 10−17.DOI: 10.31395/2310-0478-2018-21-10-16
  • Vasko N.I., Kyrychenko V.V., Kobyzeva L.N., Kozachenko M.R., Naumov O.G., Solonechnyi P.M., Vazhenina O.E., Solonechna O.V., Pozdniakov V.V., Sheliakina T.A., Ilchenko N.K., Derebizova O.Yu., Suprun O.G., Serik M.L. Waxy barley starch as raw material for healthy food products. Food science and technology 2019. V. 115.  P. 18−32 (Web of Science).
  • Relina L.I., Vecherska L.A., Boguslavskyi R.L. Grain quality of the tetraploid wheat Triticum persicum var. rubiginozum. Annual Wheat Newsletter, 2019. Vol. 65. P. 46−52.
  • Релина Л. И., Вечерская Л. А., Голик О. В.Содержание белка и минералов в зерне некоторых видов редких тетраплоидных пшениц.Нучно-практический журнал «Вестник БарГУ» серия «Биологические науки (общая биология). Сельскохозяйственные науки (агрономия)».  2019. Вып. 7. C. 130−138.
  • Vecherska L.A., Relina L.I., Bohuslavskyi R.L.,Golik O.V. Morphogenesis in early generations of winter emmer/durum winter wheat  hуbrids. Генетичні ресурси рослин. 2019. Вип. 25. С. 71-81. DOI: 10.36814/pgr.2019.25.05
  • Білинська О. В. Експериментальний андрогенез in vitro у ячменю (Hvulgare L.) і ріпаку (Brassica napus L.): інноваційні технологічні аспекти. Сільськогосподарська біотехнологія: теоретичні розробки і впровадження в селекцію рослин: зб. наук. праць / за редакцією д-ра біол. наук. В. І. Файта; СГІ−НЦНС. Одеса: Астропринт, 2016. С.122−131.
  • Білинська О. В. Експериментальна гаплоїдія: теоретичні основи, практичні результати і перспективи використання у генетичних дослідженнях і селекції польових сільськогосподарських культур // Основи управління продукційним процесом польових культур [Монографія]; за ред. В.В. Кириченка. Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва. Х. 2016. С.  113−135.
  • Білинська О.В. Становлення та розвиток біотехнологічних досліджень в Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН. Теоретичні дослідження і практичні досягнення Інституту рослинництва ім. В.Я.  Юр’єва НААН: історія та сьогодення (1908−2018 рр.)» [Монографія] за ред. доктора с.-г. наук, професора, академіка НААН В. В. Кириченка / НААН, Інститут рослинництва імені В. Я. Юр‘єва. Х., 2018. С. 131−147.
  • Голік О.В., Діденко С.Ю., Реліна Л.І., Вечерська Л.А. Селекція пшениці полби звичайної ярої (Triticum dicoccum Shrank.) макаронного напряму використання в Інституті рослинництва імені В.Я. Юр’єва НААН. Вісник центру наукового забезпечення АПВ Харківської області. Харків 2017. випуск 23. С. 90–99
  • Харитоненко Н.С., Кириченко В.В., Поздняков В.В., Анциферова О.В., Коломацька В.П.,. Святченко С.І. Селекция подсолнечника на улучшение качества масла. Вестник Белорусской государственной сельськохозяйственной академии. 2018. № 3. С. 129 – 134.
  • . Харитоненко Н.С., Кириченко В.В., Поздняков В.В., Анциферова О.В. Нові лінії соняшнику зі зміненим вмістом ізомерів токоферолів. Збірник наукових праць Уманського національного університету садівництва. 2018. Частина 1. Випуск 92. C. 291 - 298.
  • Білинська О. В., Лютенко В. С., Дульнєв П. Г., Безпарточна В.П. Чоловіча стерильність соняшнику (Helianthus annuus 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

Тези доповідей міжнародних конференцій

  • Белинская Е. В., Тымчук С. М., Деребизова О. Ю. Крахмалы с различным содержанием амилозы и амилопектина как компоненты патательной среды для получения гаплоидов ячменя в культуре пыльников in vitro. Биология клеток растений in vitro и биотехнология: материалы X Международной конференции. Казань, 14−18 октября 2013. С. 97−98.
  • Bilynska O.V.Improved biotechnology for spring barley (H. vulgare L.) haploid production and its application in special breeding programs. Генетика и биотехнология XXI века: проблемы, достижения, перспективы: междунар. науч. конф., Минск, 23 – 25 ноября 2016 г. С. 162.
  • Bilynska O.B., Dulnev P.G. Use  of  chemically modified starch as a solidifying agent of medium for barley haploid production in anther culture in vitro : The 12-th  International Barley Genetic Symposium, Minneapolis-St. Paul,  Minnesota, USA, June  26−30 , 2016: Book of Abstracts. Minneapolis-St. Paul, 2016.  P. 91.
  • Вilynska O. V. Effect of low molecular weight osmogenic substanses and solidifying agent of the medium on barley haploid production in anther culture in vitro. Plant Cells in vitro: Fundamentals and Applications II: international conference, Vienna, Austria, June, 26−27, 2017: Abstract Book.  Vienna: VISCEA, 2017.  P. 38.
  • Поздняков В. В., Анциферова О. В., Любич В. В. Антиоксидантные свойства зерна разных сортов и линий пшениц. Инновационные подходы и перспективные идеи молодых ученых в аграрной науке: материалы Междун. науч.-практ. конф. Казахстан, 2017. С. 442–448.
  • Bilynska O.Effect of exogenous auxins on somatic embryo formation and plant regeneration in spring barley anther culture in vitro. Int.Symp.«Auxins and Cytokinins in Plant Development» Prague, Сzech Republic, July 1−5 2018. P. 87−88.
  • Bilynska O.V. Peculiarities of morphogenesis in spring barley anther culture in vitro on the media with different solidifying agents. Биология клеток растений in vitro и біотехнология: XI Межд. конф., Минск, 23−27 сентября 2018 г. Минск, 2018. С. Минск: «Медиконт», 2018. С. 14−15.
  • Bilynska O. V. Efficiency of Improved Technology for Barley Haploid Production in Anther Culture in Vitro. Plant Cells & Tissues In Vitro: 3rd International Conference, Vienna, Austria, July, 1−2, 2019: Book of Abstract. Vienna: VISCEA, 2019. P. 21.
  • Bilynska O. V., Dulnyev P.G. Natural and chemically modified starches as gelling agents of nutrient media for barley haploid production in anther culture in vitro. Life Sciences in the Dialogue of Generations: Connections between Universities, Academia and Business Community. October 21−22, 2019, Chisinau, Republic of Moldova. Book of Abst. of Int. conf. P. 13−14.
Контакты подразделения:

Моб. тел. 068 5660320 Белинская Елена Владимировна

e-mail: bilinska@ukr.net

bilynskaov@gmail.com