Методическая работа отдела
Развитию исследований в отделе способствовал общий настрой коллектива, сформировавшего довольно быстро и оказавшего целеустремленным, дружным, с высоким чувством ответственности, доброжелательным к другим лабораториям, что способствовало его стабильности в «стрессовых ситуациях» и широкому комплексированию исследований.
Исследовательские группы имели опытных квалифицированных лаборантов, в числе которых Г. И. Тимофеева, Н. М. Мартыненко, Л. Е. Щипкова, Н. Е. Павлова, А. Е. Малофеева и др. На протяжении многих лет наши рукописи печатала грамотная и аккуратная машинистка Таня — Т. С. Самохина.
Многие наши труды редактировали опытные сотрудники — Валентина Павловна Зорина и Нелли Михайловна Блинова.
Бесперебойную работу нашего оборудования обеспечивали старшие инженеры М. Н. Гайдукова и С. С. Никуленко. Общее руководство хозяйственной и технической частью отдела, в том числе обеспечение реактивами и материалами, было поручено опытному в этих делах старшему лаборанту, весьма авторитетному в коллективе отдела и Пушкинских лабораторий (офицеру запаса) Л. П. Кругляку.
В этих условиях подрастали научные кадры отдела. В ходе исследований они способствовали оснащению и совершенствованию лабораторий. Одной из первых подготовленных сотрудников стала Н. К. Губарева, начавшая работы по геномному составу и сортовой идентификации пшениц. Исследования в этом плане вскоре подхватили А. В. Конарев, Т. И. Пенева и А. Г. Хакимова. Методами электрофореза и иммунохимии по белкам зерна они, под руководством И. П. Гаврилюк, детально изучили природу и происхождение соответственно геномов A, B и D, полиплоидных пшениц, проведя поиск их возможных филогенетических доноров среди видов дикой однозернянки и эгилопсов.
В это время В. В. Сидорова на бобовых и А. А. Ямалеева на злаках доказали антигенную специфичность гистонов и установили возможность геномного анализа растений, в том числе аллополиплоидов, по белкам хроматина — субстанции изолированных хромосом клеточного ядра. В начале 70-х годов С. Т. Сатбалдина провела филогенетический анализ виковых и фасолиевых по белкам-антигенам семян, а С. К. Григорьева — филогенетический анализ секции Tuberosum рода Solanum по белкам-антигенам клубней.
Работы по молекулярной биологии требуют соответствующего оборудования и технического обеспечения высокого класса. Отдел формировался «на пустом месте». Помогли активность, умение, глубокий интерес к науке и большие организаторские способности старших научных сотрудников — И. П. Гаврилюк, С. Л. Тютерева, З. В. Чмелевой, несколько позднее — Н. К. Губаревой, Т. И. Пеневой, В. В. Сидоровой, С. К. Григорьевой, А. В. Конарева, А. Г. Хакимовой, Р. Ф. Махлаевой и др. В сравнительно короткий срок они сумели выделенные нам обычные, типа школьных классов, помещения превратить в лаборатории и создать вполне современную для того времени материально-техническую базу для исследований.
К ранним работам отдела следует отнести оригинальные исследования М. А. Блюденова по структурной и функциональной организации хромосом пшеницы и О. П. Митрофановой по генетическому контролю электрофоретических компонентов проламиновых и непроламиновых белков пшеничного зерна в связи с проблемами маркирования генетических систем этой культуры.
Через стажерство, лаборантскую работу и аспирантуру отдел пополнился сотрудниками, в числе которых Н. В. Кудрякова, возглавившая исследования по изозимным системам, П. П. Стрельченко и Е. И. Гаевская, включившиеся в группу нуклеиновых кислот, А. М. Тарлаковская и Э. Э. Егги по иммунохимии и сортовой идентификации бобовых, И. А. Анисимова — по генетике и филогении белков семян подсолнечника, Д. И. Иванова — по белкам семян риса и др. Вскоре хорошее подкрепление получили «пшеничники» и «овощники» в лице только что окончивших аспирантуру и успешно работающих соответственно Наташи Гайденковой и Светы Примак.
Из публикаций первых лет назову серию статей И. П. Гаврилюк, Н. К. Губаревой и В. Г. Конарева под общим названием: «Белковые маркеры геномов пшениц и их диких сородичей» (Вестник сельскохозяйственной науки. 1970. Вып. 8, 9). Это стало началом публикаций по молекулярно-генетическому анализу культурных растений и их диких сородичей в связи с проблемами происхождения и эволюции при окультуривании. Тогда же впервые был введен термин «белковые маркеры генома». Выявлены варианты генома А — подгеном Аи. от дикой однозернянки Triticum urartu и подгеном Ab. от однозернянки T. boeoticum , которые соответствуют двум направлениям эволюции полиплоидных пшениц — ряду Turgidum с геномом Au. и ряду Araraticum с геномом Аb . Как оказалось, пшеницы первого ряда, куда входят сорта твердой и мягкой пшениц, геном В получили от Aegilops longissima, второго — от Ae. speltoides; эти подгеномы обозначены соответственно Bl. и Bsp . Источником генома D хлебопекарной пшеницы оказался эгилопс Ae. squarrosa ssp. strangulata (Dstr ). Результаты этих исследований опубликованы в ряде статей и обзоре «О природе и происхождении геномов пшеницы по данным биохимии и иммунохимии белков зерна» (В. Г. Конарев, И. П. Гаврилюк, Т. И. Пенева, А. В. Конарев, А. Г. Хакимова и Э. Ф. Мигушова. Сельскохозяйственная биология. 1976. № 5). По такому же принципу осуществили геномный анализ других видов, имеющих полигеномную структуру генотипа и образующих аллополиплоидные комплексы с дикими сородичами (овес, рис, пырей, овсяница, другие кормовые злаки, картофель, овощные крестоцветные, подсолнечник и ряд плодовых и ягодных культур). Геномные отношения между видами в пределах рода, трибы и семейства были изучены также практически у всех культур и их сородичей с диплоидным генотипом (ячмень, рожь, кукуруза, бобовые и др.). Такой анализ позволил установить степень родства культурных растений с их дикими сородичами и облегчил поиск источников для селекции.
Электрофоретический анализ полиморфных белков дал возможность раскрыть генетический потенциал видов и популяций, идентифицировать генотипы и регистрировать сорта, биотипы, линии и гибриды в виде белковых формул. В этом направлении особое внимание уделяли изучению генетической организации сортов — биотипному составу сортов-самоопылителей и генетической структуре сортовых популяций перекрестников. На примере мягкой пшеницы отчетливо показано деление сортов на монотипные, представленные одним белковым биотипом (зерна сорта дают один тип спектра маркерного белка), и политипные (два и более типов спектра).
Основными объектами изучения сортовых популяций и перекрестников с самого начала работ были кукуруза, рожь и злаковые травы. Исследования В. В. Сидоровой и сотрудников по кукурузе привели к разработке методов идентификации по зеину сортовых популяций, регистрации инбредных линий, оценке генетической конституции многолинейных гибридов и к определению гибридности семян первого поколения в гетерозисной селекции и семеноводстве гибридной кукурузы.
Т. И. Пенева с сотрудниками на обширном генофонде сортовых популяций ржи и образцах ее диких видов по белковым маркерам зерновки — секалинам — осуществила фундаментальное изучение внутрипопуляционной изменчивости растения в процессах селекции, семеноводства, а также в производственных посевах, установив ряд закономерных связей степени полиморфизма и состава популяций с формированием важных биологических свойств и хозяйственных признаков.
Аналогичные работы проводили также и на других перекрестноопыляющихся растениях.
Геномный анализ по видоспецифичным белкам-антигенам в ряде случаев подкреплялся исследованиями с применением методов молекулярной гибридизации ДНК-ДНК (С. Л. Тютерев, Р. Ф. Махлаева); позднее для этого использовали ПДРФ- и ПЦР-технологии. Для выяснения принципиальных вопросов биосинтеза запасных белков в зерновке злаков, связанных с использованием их в качестве генетических маркеров, поставлены эксперименты по внеклеточному синтезу их на основе информационных РНК, выделенных из зерновки (П. П. Стрельченко, В. А. Шатов). Исследования по кинетике реассоциации денатурированной (диссоциированной) ДНК разных видов и форм пшеницы и ее диких сородичей позволили составить представление о главных путях преобразования (усложнения) генома в эволюции и при окультуривании растений (Е. И. Гаевская, Р. Ф. Махлаева). В связи с различными вопросами морфогенеза растений изучались связи структурных переходов хромосом с функциональными изменениями в геноме, а также изменчивость в ДНК по числу повторов рибосомальных цистронов в ядрышковом организаторе (С. Л. Тютерев, Р. Ф. Махлаева, В. Г. Алексеев, В. А. Вахитов, Ш. Я. Гилязетдинов).
Отдел провел большую работу по оценке генофонда культурных растений и их диких сородичей на содержание и качество белка, о чем свидетельствуют 64 каталога мировой коллекции, охватывающие 26 культур с характеристикой сортов и образцов по белку.
Наряду с массовой оценкой генофонда группа белкового и аминокислотного анализа (руководитель З. В. Чмелева) совместно с группами молекулярно-биологического анализа (И. П. Гаврилюк, Н. К. Губарева, Т. И. Пенева) занималась исследованиями природы и молекулярной организации признаков качества урожая некоторых зерновых, бобовых и масличных культур. При этом особое внимание уделялось клейковинному комплексу и хлебопекарным свойствам муки хлебных злаков. Результаты этих исследований легли в основу модели формирования клейковины при замесе теста и представлений о генетической и морфогенетической сущности сложных признаков качества. Эти представления могут быть перенесены на многие другие сложные хозяйственные признаки и даже биологические свойства.
Согласно этим представлениям, для сложного признака характерны широкие пределы фенотипической изменчивости и сортовая, видовая и т. д. специфичность. Формирование сложного признака в онтогенезе растения в отличие от простого идет под контролем генетических систем всех трех основных уровней — аллельного, генного и геномного. В перспективе — познание уровня мобильных элементов генома как четвертого уровня генетического контроля сложного признака.
Свободное копирование
