Pourpose. Establish compliance of heat and moisture resources to biological requirements of sunflower hybrids (Helianthus annuus), reveal criteria for assessing weather conditions in the northern regions of Ukraine; establish links between temperature, precipitation and yield. Methods. Field and mathematical methods were used. Field multifactorial experiment was conducted during 2016–2018 in the Left Bank of Ukraine, on the border of two soil and climatic zones of Ukraine - Forest-Steppe and Polissya. Peculiarities of plant growth and development, formation of "hybrids" yield (factor A) were studied: 'Ukrainskyi F1', 'P63LL06', 'NK Brio', 'NK Ferti' depending on "plant density" (factor B): 50, 55 , 60, 65 thousand pieces/hectare. We calculated and analyzed the sums of active, effective temperatures for two biological minima - 5 and 10 ° C; the sum of thermal units according to the method of Brown and Bootsma, 1993; coefficients of materiality of elements deviations of the agrometeorological mode of the current year from long-term averages; plasticity and yield stability according to the method of Eberthart S.A., Russel W.Q. (1966). Results. To pass the full cycle of sunflower plants development, the sum of active temperatures (t = 10 °C) for hybrid 'Ukrainskyi F1' – 2354.6; P63LL06 – 2306.4; 'NK Brio' – 2401.3; 'NK Ferti' – 2379.7; and the sum of effective temperatures for 'Ukrainskyi F1'- 1081.5; 'P63LL06' – 1056.9; 'NK Brio' – 1104.9; 'NK Ferti' – 1109.1 is required. The sum of temperatures, both at a biological minimum temperature 10 °C and 5 °C, meet biological needs of sunflower plants and is not a limiting factor for this crop growing. The sum of thermal units for the period April–October is 3780 on average for three years. During the period of active sunflower vegetation (April–August) the sum of thermal units is 2868–3258, significantly exceeding the sum of active and effective temperatures at biologically active temperatures 5 °С and 10 °С. The most determined limits of changes in active, effective temperatures and thermal units were observed in May – September. Conclusions. Plasticity and stability of sunflower yield more depending on hybrid and plants density than on conditions of the year. Yield stability coefficient for hybrid 'Ukrainskyi F1' was 1.68 - 2.30; 'P63LL06'- 2.51 - 3.14; 'NK Brio'- 3.15 - 4.63; 'NK Ferti' - 2.70 - 3.75 for yields, respectively: 2.16 - 3.11; 2.58 - 3.52; 3.20 - 4.12; 2.70 - 3.79 t/ha.

Purpose. To study the features of the productivity formation of broccoli hybrids depending on the methods of application of “5 element” nanofertilizer in the conditions of the Western Forest-Steppe of Ukraine. Methods. Field, laboratory, statistical. Results. With the introduction of “5 element” nanofertilizer, the head diameter of the ‘Batavia F1’ hybrid increased from 16.6 (var. 2) to 18.3 cm (var. 8), while in the control this indicator was 15.9 cm. The biggest head diameter in the hybrid ‘Orantes F1’ 18.9 and 18.7 cm was noted with foliar feeding with “5 element” nanofertilizer in the phase of 4–6 leaves + beginning of head formation + 10–12 days after the beginning of head formation and in the phase of the beginning of head formation + 10–12 days after the beginning of head formation. Accordingly, in the aforementioned variants, the head mass was 901 and 863 g, which is higher than the control (without treatment) by 166 and 128 g, or 22.3 and 17.4%.The highest yield of the ‘Batavia F1’ hybrid was obtained in 8 and 7 variants of the experiment – 33.5 and 31.9 t/ha, respectively, the yield increase was 5.2 and 3.6 t/ha, or 18.4 and 12.7%. In the hybrid ‘Orantes F1’ the highest yield (37.1 t/ha) was recorded when applying the “5 element” nanofertilizer in the 8th variant of the experiment, which is 6.6 t/ha higher than the control, or 21.6%. Compared to the ‘Batavia F1’ hybrid, the yield in this variant of the ‘Orantes F1’ hybrid was 3.6 t/ha, or 9.7%. The diameter and weight of the head, as well as the yield of the hybrid ‘Orantes F1’ were larger compared to the hybrid ‘Batavia F1’, due to its biological characteristics. A strong correlation (r = 0.97 and 0.96) was revealed between the yield and the diameter of the broccoli head in the ‘Batavia F1’ and ‘Orantes F1’ hybrids. The quality indicators of broccoli (dry matter, sum of sugars and vitamin C) in the ‘Orantes F1’ hybrid were higher compared to the ‘Batavia F1’ hybrid. A tendency towards a decrease in the concentration of nitrates in the heads of broccoli with an increase in the number of treatments with nanofertilizer “5 element” was revealed. The concentration of nitrates in the ‘Orantes F1’ hybrid was lower in all variants of the experiment in comparison with the ‘Batavia F1’ hybrid. The concentration of nitrates in the heads of broccoli in all variants of the experiment did not exceed TLV (400 mg/kg wet weight). Conclusions. With an increase in the number of foliar treatments with “5 element” nanofertilizer, the yield increased and the quality of broccoli hybrids improved. It was revealed that the yield of the ‘Orantes F1’ hybrid in all variants of the experiment was higher in comparison with the ‘Batavia F1’ hybrid. When applying nanofertilizer “5 element” in three stages – foliar feeding in the phase of 4–6 leaves + beginning of head formation + 10–12 days after the beginning of head formation – we got the highest yield of broccoli in the hybrid ‘Orantes F1’ – 37.1 t/ha, an increase over the control variant (without fertilizers) was 6.6 t/ha, or 21.6%. The ‘Batavia F1’ hybrid had a yield of 33.5 t/ha, an increase over the control variant – 5.2 t/ha, or 18.4%.

Purpose. To determine the content of biochemical compounds in fruits of M. domestica Borkh. varietal samples, select the most promising ones for use in further breeding, and recommend for use in various directions, given the biochemical complex of signs, taste and marketability of the fruit.Methods. We used generally accepted methods for determining the biochemical composition of fruits (soluble so­lids (SSR) according to GOST (State Standard System) 29030-91, total sugars according to GOST 8756-13.87; polyphenol composition according to the method of L. I. Vigorov (1968), vitamin C according to the method of A I. Ermakov (1972); tit­rated acids – according to GOST 25555.0-82).Results. Nine cultivars of apple trees were analyzed for the biochemical composition of fruits, namely the apple tree cultivar ‘Vydubytska Plakucha’ (‘V. p.’) and various hybrids created on its basis from the collection of the fruit plant acclimatization department of the M. M. Hryshko National Botanical Gardens of National Academy of Sciences of Ukraine. Selected forms are sources of 1–5 important biochemical characteristics (solids content, glucose, sugars, ascorbic acid, titratable acid) and promising for use in breeding. According to the dry matter content – the lowest rate was found in hybrid ‘V. p.’ × ‘Renet Symyrenko’ (16.68%), the highest in the hybrid – ‘V. p.’ × ‘Renet Oranzhevyi Coksa’ (22.87%), rates of ascorbic acid content varied within (6.0–12.25 mg%), total sugars (10.37–18.23), acids (0.74–1,67 respectively). The most interesting for introduction and breeding are hybrids with a high content of biochemical parameters, namely: ‘V. p.’ × ‘Renet Oranzhevyi Coksa’, ‘V. p.’ × ‘Golden Delicious’ and ‘V. p.’ × ‘Parmen Zymovyi Zolotyi’.Conclusions. The content of the biochemical composition of the fruits, taste and marketability were characterized, and varietal samples of hybrids of the apple tree ‘Vydubytska Plakucha’ were distributed in the directions of use in order to improve the quality of life of the population. According to the biochemical indicators of the cluster analysis of the studied apple hybrids, close relationships were found between the three groups necessary in the future for breeding when selecting parental forms for an improved biochemical composition of the fruit (including hybrids ‘V. p.’ × ‘Renet Oranzhevyi Coksa’, ‘V. p.’ × ‘Golden Delicious’ and ‘V. p.’ × ‘Parmen Zymovyi Zolotyi’, titrated acid hybrids ‘V. p.’ × ‘Starkrimson’, ‘V. p.’ × ‘Parmen Zymovyi Zolotyi’ and ‘V. p.’ × ‘Renet Symyrenko’, tannins hybrids ‘V. p.’ × ‘Slava Peremozhtsiam’ and ‘V. p.’ × ‘Starkrimson’); and to expand the assortment of apple trees according to the planned commercial signs. Hybrids of the apple-tree cultivar ‘Vydubytska Plakucha’, created in the NBG using old and valuable modern apple-tree cultivars, indicate the promise of producing high-yielding, large-fruited varieties with a high content of biologically active substances | Мета. Визначити вміст біохімічних сполук у плодах сорто-зразків M. domestica Borkh., відібрати найперспективніші для використання у подальшій селекції та рекомендувати для застосування у різних напрямках, враховуючи комплекс біохімічних ознак, смакові і товарні якості плодів.Методи. Використовували загальноприйняті методики визначення біохімічного складу плодів: розчинні сухі речовини – за ГОСТ 29030-91; загальні цукри – за ГОСТ 8756-13.87; поліфенольний склад – за методикою Л. И. Вигорова (1968); вітамін С – за методикою А. И. Ермакова та ін. (1972); титровані кислоти – за ГОСТ 25555.0-82.Результати. Було проаналізовано дев’ять сортозразків яблуні за біохімічним складом плодів, а саме сорт яблуні ‘Видубицька плакуча’ (‘В. п.’) та створені на її основі різні гібриди із колекції відділу акліматизації плодових рослин Національного ботанічного саду (НБС) імені М. М. Гришка НАН України. Плоди збирали за їхньої комерційної зрілості. Добрані форми є джерелами 1–5 важливих біохімічних ознак (вміст сухих речовин, глюкози, цукрів, аскорбінової кислоти, титрованої кислоти) і перспективні для використання у селекції. За вмістом сухої речовини найнижчий показник було виявлено у гібрида ‘В. п.’ × ‘Ренет Симиренка’ (16,68%), найвищий – у гібрида ‘В. п. ’ × ‘Ренет оранжевий Кокса’ (22,87%), показники вмісту аскорбінової кислоти варіювали в межах 6,0–12,25 мг%, загальні цукри – 10,37–18,23, кислоти – 0,74–1,67, відповідно. Найцікавішими для інтродукції та селекції були гібриди із найвищим комплексом вмісту біохімічних показників, а саме: ‘В. п. ’ × ‘Ренет оранжевий Кокса’, ‘В. п.’ × ‘Голден Делішес’ та ‘В. п.’ × ‘Пармен зимовий золотий’.Висновки. Охарактеризовано вміст біохімічного складу плодів, їхні смакові і товарні якості і розподілено сортозразки гібридів яблуні ‘Видубицька плакуча’ за напрямами використання для покращення якості життя населення. За біохімічними показниками у результаті кластерного аналізу досліджених гібридів яблуні було виявлено щільні взаємозв’язки, які необхідні у майбутньому для селекції під час відбору батьківських форм на поліпшений біохімічний склад плодів (зокрема, за високим умістом сухої речовини виділено гібриди ‘В. п.’ × ‘Ренет оранжевий Кокса’, ‘В. п.’ × ‘Голден Делішес’ та ‘В. п.’ × ‘Пармен зимовий золотий’; за вмістом титрованих кислот – гібриди ‘В. п.’ × ‘Старкримсон’, ‘В. п.’ × ‘Пармен зимовий золотий’ та ‘В. п.’ × ‘Ренет Симиренка’; за вмістом дубильних речовин – гібриди ‘В. п.’ × ‘Слава Переможцям’ та ‘В. п.’ × ‘Старкримсон’) та для розширення сор­тименту яблунь за запланованими комерційними ознаками. Створені у НБС гібриди сорту яблуні ‘Видубицька плакуча’ з використанням старих та цінних сучасних сортів яблуні свідчать про перспективність отримання високоврожайних, великоплідних сортів з високим умістом біологічно активних речовин. | Цель. Определить содержание биохимических соединений в плодах сортообразцов M. domestica Borkh., отоб­рать наиболее перспективные с целью использования в дальнейшей селекции и рекомендовать для применения в различных направлениях, учитывая биохимический комплекс признаков, вкусовые и товарные качества плодов. Методы. Использовали общепринятые методики определения биохимического состава плодов (растворимые сухие вещества (ССР) – по ГОСТ 29030-91; общие сахара – по ГОСТ 8756-13.87; полифенольный состав – по методике Л. И. Вигорова (1968), витамин С – по методике А. И. Ермакова (1972); титрованные кислоты – по ГОСТ 25555.0-82). Результаты. Были проанализированы девять сортообразцов яблони по биохимическому составу плодов, а именно сорт яблони ‘Видубицька плакуча’ и созданные на ее основе различные гибриды из коллекции отдела акклиматизации плодовых растений Национального ботанического сада (НБС) имени Н. Н. Гришко НАН Украины. Отборные формы являются источниками 1–5 важных биохимических признаков (содержание сухих веществ, глюкозы, сахаров, аскорбиновой кислоты, титруемой кислоты) и перспективные для использования в селекции. По содержанию сухого вещества самый низкий показатель обнаружен у гибрида ‘В. п.’ × ‘Ренет Симиренко’ (16,68%), самый высокий – у гибрида ‘В. п.’ × ‘Ренет оранжевый Кокса’ (22,87%), показатели содержания аскорбиновой кислоты варьировали в пределах 6,0–12,25 мг%, общие сахара – 10,37–18,23, кислоты – 0,74–1,67, соответственно). Наибольший интерес для интродукции и селекции составляли гибриды с высоким комплексом содержания биохимических показателей, а именно: ‘В. п.’ × ‘Ренет оранжевый Кокса’, ‘В. п.’ × ‘Голден Делишес’ и ‘В. п.’ × ‘Пармен зимний золотой’. Выводы. Охарактеризованы содержание биохимического состава плодов, вкусовые и товарные качества и распределены сортообразцы гибридов яблони ‘Видубицька плакуча’ по направлениям использования для улучшения качества жизни населения. По биохимическим показателям в результате кластерного анализа исследованных гибридов яблони обнаружены плотные взаимосвязи трех групп, необходимых в будущем для селекции при отборе родительских форм на улучшенный биохимический состав плодов (в частности, по высокому содержанию сухого вещества выделено гибриды ‘В. п.’ × ‘Ренет оранжевый Кокса’, ‘В. п.’ × ‘Голден Делишес’ и ‘В. п.’ × ‘Пармен зимний золотой’, по содержанию тит­руемых кислот – гибриды ‘В. п.’ × ‘Старкримсон’, ‘В. п.’ × ‘Пармен зимний золотой’ и ‘В. п.’ × ‘Ренет Симиренко’ по содержанию дубильных веществ – гибриды ‘В. п.’ × ‘Слава Победителям’ и ‘В. п.’ × ‘Старкримсон’) и для расширения сортимента яблонь по запланированным коммерческим признакам. Созданные в НБС гибриды сорта яблони ‘Видубицька плакуча’ с использованием старых и ценных современных сортов яблони свидетельствуют о перспективности получения высокоурожайных, крупноплодных сортов с высоким содержанием биологически активных веществ.

Purpose. To determine the patterns of influence of gro­wing factors on the economically valuable characteristics of new soybean varieties.Methods. Field, biochemical methods, analysis of variance.Results. The rates of the influence of the growing zone, the conditions of the growing season of the year and the soybean variety on the yield, weight of 1000 seeds, the content of crude protein and oil, and protein and oil collection were determined. The greatest influence on the yield of the studied varieties had a growing zone – 55%. On average the maximum yield was obtained in Forest-steppe zone 2.48–3.58 t/ha, the lowest – in Steppe zone (1.33–1.89 t/ha) for 2017–2018. In the same period the weight of 1000 seeds on average was 125.1–169.9 g in the Steppe zone, in Forest-Steppe zone it was 130.2–207.8 g and 143.9–188.0 g in Fo­rrest zone. According to the results of analysis of variance, it was determined that the growing zone has the greatest influence on weight of 1000 seeds – 31%, variety – 21% and conditions of the growing season of the year – 13%. The main characteristics of soybean quality are the content of crude protein and oil in seeds. The highest level of crude protein was observed in soybean variety in Forest-Steppe zone – 37.5–44.0%. In Forrest zone, the crude protein content was 34.4–41.7%, in the Steppe zone 35.4–40.1%. The maximum level of this characteristic was observed in variety ‘NS Diyana’ – 44.0% in Forest-Steppe zone, in Forrest zone – in the variety ‘Alexa’ 41.7%, in Steppe zone – in variety ‘NS Diyana’ 40.1%. Thus, the growing zone (31%) and variety (25%) had the greatest influence on the content of crude protein; the interaction of factors (variety and growing zone) affected 17%. The average oil content for 2017‑2018 ranges from 19.8 to 24.2%. High oil content was noted in ‘Adsoy’ variety in Forrest and Forest-Steppe zones, 24.2 and 22.6%, respectively, and ‘Azimut’ – 23.8% in Steppe zone. The results of the analysis of variance showed that the growing zone to a greater extent affected the oil content in soybean seeds by 25%, variety – 21%, and the interaction of factors of the variety and gro­wing zone by 21%.Conclusions. According to the results of multifactor analysis of variance, it was determined that the growing zone had the greatest influence on the studied parameters. It was found that the rate of the influence of gro­wing zone of soybean varieties is 25–55%, depending on the studied characteristic. It was determined that the influence of the variety was 4–25%, the conditions of the growing season affected by 1–26%. | Цель. Установить закономерности влияния факторов выращивания на хозяйственно-ценные характеристики новых сортов сои.Методы. Полевой, биохимические методы анализа, дисперсионный анализ.Результаты. Определены доли влияния зоны выращивания, условий вегетационного периода года и сорта сои на урожайность, массу 1000 семян, содержание сырого протеина и масла, сбора белка и масла. Наибольшее влияние на показатель урожайности исследуемых сортов имела зона выращивания – 55%. В среднем за 2017–2018 гг. максимальная урожайность получена в зоне Лесостепи – 2,48–3,58 т/га, самая низкая – в зоне Степи 1,33–1,89 т/га. Значение показателя массы 1000 семян в среднем за 2017–2018 гг. составляют в зоне Степи – 125,1–169,9 г, в Лесостепи – 130,2–207,8 г и 143,9–188,0 г в зоне Полесья. По результатам дисперсионного анализа было определено, что на массу 1000 семян наибольшее влияние имела зона выращивания – 31%, меньшее влияние оказывал сорт – 21% и условия вегетационного периода года – 13%. Основные показатели качества сои культурной – содержание сырого протеина и масла в семенах. Наибольшие значения содержания сырого протеина отмечено в зоне Лесостепи – 37,5–44,0%. В зоне Полесья содержание сырого протеина составило 34,4–41,7%, в зоне Степи – 35,4–40,1%. Максимальные значения этого показателя были отмечены у сорта ‘НС Дияна’ – 44,0% в зоне Лесостепи, в зоне Полесья – у сорта ‘Алекса’ – 41,7%, в степной зоне ‘НС Дияна’ – 40,1%. Таким образом, наибольшее влияние на содержания сырого протеина имел фактор зоны выращивания (31%) и сорт (25%), взаимодействие факторов сорта и зоны выращивания влияло на 17%. Содержание масла в среднем за 2017–2018 гг. составляло от 19,8 до 24,2%. Высокое содержание масла было отмечено у сорта ‘Адсой’ в зоне Полесья и Лесостепи – 24,2 и 22,6%, соответственно, а также у сорта ‘Азимут’ – 23,8% в степной зоне. По результатам дисперсионного анализа было определено, что на показатель содержания масла в семенах сои больше всего влияли зона выращивания на 25%, сорт – 21%, и взаимодействие факторов сорта и зоны выращивания на 21%.Выводы. Наибольшее влияние на исследуемые показатели имела зона выращивания. Определено, что доля влияния зоны выращивания сортов сои составляет 25–55% в зависимости от исследуемого показателя. Определено, что доля влияния сорта составляла 4–25%, условия вегетационного периода года влияли на 1–26%. | Мета. Установити закономірності впливу факторів вирощування на господарсько-цінні характеристики нових сортів сої.Методи. Польовий, біохімічні методи аналізу, дисперсійний аналіз.Результати. Визначено частки впливу таких факторів як зона вирощування, умови вегетаційного періоду року та сорт сої на врожайність, масу 1000 насінин, уміст сирого протеїну та олії, збір білка та олії з гектара. Найбільше впливав на показник урожайності досліджуваних сортів фактор зони вирощування – його вплив складав 55%. У середньому за 2017–2018 рр. максимальну врожайність досліджуваних сортів отримано в зоні Лісостепу – 2,48–3,58 т/га, найменшу – в зоні Степу – 1,33–1,89 т/га. Значення показника маси 1000 насінин в середньому за 2017–2018 рр. становили для зони Степу – 125,1–169,9 г, Лісостепу – 130,2–207,8 г та 143,9–188,0 г – для зони Полісся. За допомогою дисперсійного аналізу було визначено, що на масу 1000 насінин найбільше впливала зона вирощування – 31%, менше значення мав фактор сорту – 21% та умови вегетаційного періоду року – 13%. Найбільші значення вмісту сирого протеїну в насінні сої відмічено у зоні Лісостепу – 37,5–44,0%. У зоні Полісся вміст сирого протеїну для досліджуваних сортів становив 34,4–41,7%, в зоні Степу – 35,4–40,1%. Максимальні значення цього показника було відмічено для сорту ‘НС Діяна’ – 44,0% в зоні Лісостепу, в зоні Полісся –  для ‘Алєкса’ – 41,7%, в степовій зоні – для сорту ‘НС Діяна’ – 40,1%. Таким чином, найбільший вплив на вміст сирого протеїну мав фактор зони вирощування (31%) та сорту (25%), взаємодія факторів «сорт» та «зона вирощування» впливала на 17%. Вміст олії для досліджуваних сортів сої в середньому за 2017–2018 рр. становив від 19,8 до 24,2% в трьох зонах вирощування. Найвищий вміст олії було відмічено у насінні сорту ‘Адсой’ в зоні Полісся та Лісостепу – 24,2 та 22,6%, відповідно, а також у сорту ‘Азимут’ – 23,8% в степовій зоні. Використання дисперсійного аналізу дозволило встановити, що на вміст олії в насінні сої найбільше впливали фактор зони вирощування – його вплив становив 25%, вклад фактору належності до певного сорту – 21%, взаємодія факторів «сорт» та «зона вирощування» впливала на 21%.Висновки. Найбільший вплив на досліджувані показники чинив фактор зони вирощування. Визначено, що частка впливу фактора зони вирощування сортів сої на показники врожайності, маси 1000 насінин, умісту сирого протеїну та олії, збору білка та олії з гектара становила 25–55%. Визначено, що частка впливу фактору сорту становила 4–25%, умови вегетаційного періоду року впливали на 1–26%.

Purpose. To study the expression of gus and gfp genes in callus explants of amphidiploid spelt wheat (Triticum spelta L.) after Agrobacterium-mediated genetic transformation.Methods. Winter spelt wheat of ‘Europa’ variety was chosen for transformation. Calli obtained from mature embryos were used as explants. Callus pre-cultivation was carried out on MS nutrient medium (Murashige–Skoog) supplemented with 2 mg/L 2.4-D (2.4-Dichlorophenoxyacetic acid) and 10 mg/L silver nitrate. For genetic transformation, Agrobacterium tumefaciens Conn., strain GV3101 and a genetic construct with reporter genes beta-glucuronidase (GUS) and green fluorescent protein (GFP) were used. Calli were transformed by inoculation with agrobacteria and vacuum infiltration. Then they were co-cultured on MS medium with 2 mg/L 2.4-D and 10 mg/L AgNO3, but without antibiotics. The expression of the gus gene was checked by histochemical and the gfp gene by visual analysis (fluorescence of the GFP protein in UV light). Gfp and gus gene expression levels were evaluated using ImajeJ software. The integration of the gfp and gus genes into the spelt genome was verified by PCR.Results. Genetic transformation of spelt callus explants by inoculation in a nutrient medium with agrobacteria and vacuum infiltration occurred at different frequencies. The level of expression of the gus gene during vacuum infiltration was 4.66 ± 0.74%, with inoculation – 4.00 ± 0.91%; and the gfp gene with vacuum infiltration – 3.66 ± 0.74%, with inoculation – 4.66 ± 1.39%. The level of expression of the gfp gene was higher when using inoculation with agrobacteria, and the gus gene was higher during vacuum infiltration. Using PCR analysis, the integration of the gfp and gus genes into the callus of spelt genome was confirmed. The length of the PCR product with primers for the gus gene was 240 bp, and 717 bp for the gfp gene.Conclusions. The use of vacuum infiltration and inoculation methods for spelt genetic transformation gave different results. The frequency of genetic transformation ranged from 3.66 to 4.66%. Agrobacterium-mediated genetic transformation of amphidiploid spelt wheat allows us to study the expression of gus and gfp reporter genes using callus explants derived from mature embryos | Цель. Исследовать экспрессию генов gus и gfp в каллюсных эксплантах амфидиплоидной пшеницы спельты (Triticum spelta L.) после Agrobacterium-опосредованной генетической трансформации. Методы. Для трансформации был выбран сорт пшеницы спельты озимой ‘Европа’. В качестве эксплантов использовали каллюсы, полученные из зрелых зародышей. Для прекультивации каллюсов использовали питательную среду МС (Мурасиге–Скуга), дополненную 2 мг/л 2,4-Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) и 10 мг/л нитратом серебра. Для генетической трансформации использовали Agrobacterium tumefaciens Conn., штамм GV3101, и генетическую конструкцию, содержащую репортерные гены gus (ген бета-глюкуронидазы) и gfp (ген зеленого флюоресцентного белка GFP). Каллюсы трансформировали путем инокуляции с агробактериями и вакуумной инфильтрацией. Далее их ко-культивировали на среде МС с 2 мг/л 2,4-Д и 10 мг/л AgNO3, но без антибиотиков. Экспрессию гена gus проверяли с помощью гисто­химического анализа, а гена gfp – визуального (флуоресценция белка GFP в UV свете). Уровни экспрессии генов gfp и gus оценивали с помощью программного обеспечения ImajeJ. Интеграцию генов gfp и gus в геном спельты проверяли методом ПЦР. Результаты. Генетическая трансформация каллюсных эксплантов спельты путём их инокуляции в питательной среде с агробактериями и вакуумной инфильтрацией происходила с разной частотой. Уровень экспрессии гена gus при вакуумной инфильтрации составил 4,66 ± 0,74%, а при инокуляции – 4,00 ± 0,91%, а гена gfp при вакуумной инфильтрации – 3,66 ± 0,74%, а при инокуляции – 4,66 ± 1,39%. Уровень экспресии гена gfp был выше в случае использования инокуляции с агробактериями, а гена gus – при вакуумной инфильтрации. При помощи ПЦР анализа была подтверждена интеграция генов gfp и gus в геном каллюсов спельты. Длина ПЦР продукта с праймерами к гену gus составила 240 п. н., а для гена gfp – 717 п. н. Выводы. Использование методов вакуумной инфильтрации и инокуляции для генетической трансформации спельты дали разные результаты. Частота генетической трансформации колебалась от 3,66 до 4,66%. Agrobacterium-опосредованная генетическая трансформация амфидиплоидной пшеницы спельты позволяет исследовать экспрессию репортерных генов gus и gfp при использовании каллюсных эксплантов, полученных из зрелых зародышей. | Мета. Дослідити експресію генів gus та gfp в калюсних експлантах амфідиплоїдної пшениці спельти (Triticum spelta L.) після Agrobacterium-опосередкованої генетичної трансформації. Методи. Для трансформації було обрано сорт пшениці спельти озимої ‘Європа’. Як експланти використовували калюси, отримані зі зрілих зародків. Прекультивацію калюсів здійснювали на живильному середовищі МС (Мурасіге–Скуга), доповненому 2 мг/л 2,4-Д (2,4-дихлорфеноксиоцтова кислота) та 10 мг/л нітратом срібла. Для генетичної трансформації використовували Agrobacterium tumefaciens Conn., штам GV3101, та генетичну конструкцію з репортерними генами gus (ген бета-глюкуронідази (-glucuronidase)) та gfp (ген зеленого флюоресцентного білка (Green Fluorescent Protein, GFP)). Калюси трансформували шляхом інокуляції з агробактеріями та вакуумною інфільтрацією. Далі їх ко-культивували на середовищі МС із 2 мг/л 2,4-Д та 10 мг/л AgNO3, але без антибіотиків. Експресію гена gus перевіряли за допомогою гістохімічного, а гена gfp – візуального аналізу (флуоресценція білка GFP в УФ світлі). Рівні експресії генів gfp та gus оцінювали за допомогою програмного забезпечення ImajeJ. Інтеграцію генів gfp та gus в геном спельти перевіряли методом ПЛР.Результати. Генетична трансформація калюсних експлан­тів спельти шляхом їхньої інокуляції в живильному середовищі з агробактеріями та вакуумною інфільтрацією відбувалась з різною частотою. Рівень експресії гена gus за вакуумної інфільтрації становив 4,66 ± 0,74%, за інокуляції – 4,00 ± 0,91%; а гена gfp за вакуумної інфільтрації – 3,66 ± 0,74%, за інокуляції – 4,66 ± 1,39%. Рівень експресії гена gfp був вищим у разі використання інокуляції з агробактеріями, а гена gus – при ва­ку­умній інфільтрації. За допомогою ПЛР-аналізу було під­тверджено інтеграцію генів gfp та gus в геном калюсів спельти. Довжина ПЛР продукту із праймерами до гена gus становила 240 п. н., а до гена gfp – 717 п. н.Висновки. Використання методів вакуумної інфільтрації та інокуляції для генетичної трансформації спельти дали різні результати. Частота генетичної трансформації коливалась від 3,66 до 4,66%. Agrobacterium-опосередкована генетична трансформація амфідиплоїдної пшениці спельти дозволяє дослідити експресію репортерних генів gus та gfp за використання калюсних експлантів, отриманих із зрілих зародків.

Purpose. To analyse of the denomination practice of the main species and subspecies of wheat.Results. Modern systems of the genus Triticum are based on different morphological and genetic criteria, and number from 7 (10) to 27 species. In Ukraine there are cultivated species and subspecies: common wheat (T. aestivum), dwarf wheat (T. aestivum subsp. sphaerococcum; T. sphaerococcum), club wheat (T. aestivum subsp. compactum; T. compactum), spelt (T. aestivum subsp. spelta; T. spelta), einkorn (T. monococcum L.), durum (T. durum; T. turgidum subsp. durum), Persian wheat (T. carthlicum; T. turgidum subsp. carthlicum, T. persicum), Polish wheat (T. polonicum, T. turgidum subsp. polonicum), and emmer (T. turgidum subsp. dicoccon), or Farro wheat (T. farrum, T. dicoccon, T. dicoccum). Next to the system of botanical names, there is an agrobiological one, which is based on the crop names, but is less ordered. Historically, it, like the botanical one, arose from the trivial names of plants, but was formed spontaneously and still remains unnormalized and unsystematic. Because of this, the same taxon may have more than a dozen names that are used by different authors in agronomy. At the same time, the correct translation of the species name T. aestivum – pshenytsia litnia (in Ukrainian) is found in only one source out of fourteen analyzed. The translation of Latin subspecies level trinomials by Ukrainian binomials smooths the differences between the morphological and genetic systems of the genus Triticum. In the scientific style of the Ukrainian language, the direct word order dominates in which the adjective precedes the noun, with the exception of the scientific species names of plants. This makes it easy to distinguish names that refer to different terminological systems. "Tverda pshenytsia" (in Ukrainian) is the crop name in the agrobiological nomenclature, and "pshenytsia tverda" (in Ukrainian) is the species name in the botanical nomenclature.Conclusions. Due to the processing of etymology, the Ukrainian scientific names of the main wheat taxa, which correspond to the original Latin names, are streamlined. In an unorganized agrobiological system of names of agricultural plants, a mixture of botanical names of taxa and crop names is used, which sometimes coincide to some extent. The crop names and the names of taxa differ from each other, respectively, direct and reverse word order in Ukrainian language. An erroneous or unconscious substitution of some names with others and neglect of the rules of the Ukrainian language leads to undesirable confusion. It can be overcome on the basis of observance of the standards of the literary Ukrainian language and the Rules of Plant Nomenclature, Taxonomy and Cultonomy. | Мета. Проаналізувати практику найменувань основних видів і підвидів пшениці.Результати. Сучасні системи роду Triticum базуються на різних морфологічних та генетичних критеріях, і нараховують від 7(10) до 27 видів. В Україні культивують види (підвиди): пшениця літня (T. aestivum), пшениця кулястозерна (T. aestivum subsp. sphaerococcum; T. sphaerococcum), пшениця щільна (T. aestivum subsp. compactum; T. compactum), пшениця спельта (T. aestivum subsp. spelta; T. spelta), пшениця однозерна (T. monococcum L.), пшениця тверда (T. durum; T. turgidum subsp. durum), пшениця картлійська (T. carthlicum; T. turgidum subsp. carthlicum, T. persicum), пшениця польська (T. polonicum, T. turgidum subsp. polonicum) та пшениця двозернянка (T. turgidum subsp. dicoccon) або пшениця фаро (T. farrum, T. dicoccon, T. dicoccum). Поряд із системою ботанічних назв існує агробіологічна, що базується на назвах культур, але є менш упорядкованою. Через це один і той же таксон може мати понад десяток назв, що застосовують різні автори в агрономії. Водночас, правильний переклад видової назви T. aestivum – пшениця літня трапляється лише в одному джерелі з чотирнадцяти проаналізованих. Переклад латинських триноміналів підвидового рівня українськими біноміналами згладжує розбіжності між морфологічними і генетичними системами роду Triticum. У науковому стилі української мови домінує прямий порядок слів за якого прикметник передує іменнику, за виключенням наукових видових назв рослин. Це дозволяє легко розрізняти назви, що належать до різних терміносистем. «Тверда пшениця» є назвою культури в агробіологічній номенклатурі, а «пшениця тверда» це видова назва в ботанічній номенклатурі.Висновки. Унаслідок опрацювання етимології упорядковано українські наукові назви основних таксонів пшениці, які відповідають оригінальним латинським назвам. У неорганізованій агробіологічній системі назв сільськогосподарських рослин використовують суміш ботанічних назв таксонів та назв культур, які інколи тією чи іншою мірою збігаються. Назви культур та назви таксонів різняться між собою, відповідно, прямим та зворотнім порядком слів. Помилкове чи неусвідомлене заміщення одних назв іншими та нехтування правилами української мови призводить до небажаної плутанини. Її можна подолати дотриманням норм літературної української мови та Правил номенклатури, таксономії та культономії рослин. | Цель. Анализ практики наименований основных видов и подвидов пшеницы.Результаты. Современные системы рода Triticum основываются на разных морфологических и генетических критериях, и насчитывают от 7(10) до 27 видов. В Украине культивируют виды (подвиды): пшеница летняя (T. aestivum), пшеница шарозерная (T. aestivum subsp. sphaerococcum; T. sphaerococcum), пшеница плотная (T. aestivum subsp. compactum; T. compactum), пшеница спельта (T. aestivum subsp. spelta; T. spelta), пшеница однозерная (T. monococcum L.), пшеница твердая (T. durum; T. turgidum subsp. durum), пшеница карталийская (T. carthlicum; T. turgidum subsp. carthlicum, T. persicum), пшеница польская (T. polonicum, T. turgidum subsp. polonicum), и пшеница двозернянка (T. turgidum subsp. dicoccon) или пшеница фарро (T. farrum, T. dicoccon, T. dicoccum). Рядом с системой ботанических названий существует агробиологическая, которая основывается на названиях культур, однако является менее упорядоченной. Из-за этого один и тот же таксон может иметь более десятка названий, которые применяются разными авторами в агрономии. Одновременно, правильный перевод видового названия T. aestivum – пшеница летняя встречается только в одном источнике из четырнадцати проанализированных. Перевод латинских триноминалов подвидового уровня украинскими биноминалами сглаживает различия между морфологическими и генетическими системами рода Triticum. В научном стиле украинского языка доминирует прямой порядок слов, при котором прилагательное предшествует существительному, за исключением научных видовых названий растений. Это позволяет легко различать названия, которые относят к разным терминосистемам. «Твердая пшеница» является названием культуры в агробиологической номенклатуре, а «пшеница твердая» это видовое название в ботанической номенклатуре.Выводы. Вследствие обработки этимологии упорядочены украинские научные названия основных таксонов пшеницы, которые отвечают оригинальным латинским названиям. В неорганизованной агробиологической системе названий сельскохозяйственных растений используют смесь ботанических названий таксонов и названий культур, которые иногда в той или иной степени совпадают. Названия культур и названия таксонов различаются между собой, соответственно прямым и обратным порядком слов. Ошибочная или неосознанная подмена одних названий другими и пренебрежение к правилам украинского языка приводит к нежелательной путанице. Ее можно преодолеть соблюдая нормы литературного украинского языка и Правила номенклатуры, таксономии и культономии растений.

Мета. Встановити особливості росту й розвитку клонів тополь та верб на 2-й рік вегетації на випробній короткоротаційній плантації в Харківській області та виявити найперспективніші клони для створення біоенергетичних плантацій. Методи. На ділянці досліджували ростові характеристики 2-річних тополь – 10 клонів та верб – 3 клони. Обміри проводили на плантації, яку було закладено у 2014 році стебловими живцями довжиною 20–25 см і товщиною 0,8–1,2 см за загальноприйнятою методикою. Під час обліку, який проводили в жовтні, оцінювали біометричні характеристики – товщину і висоту пагонів та визначали кількість рослин з 1, 2 і ≥ 3 пагонами на одну рослину. Результати.  На 2-й рік вегетації клони значно відрізнялись за ростовими параметрами. Високі показники ростової активності було виявлено у тополь ‘Гулівер’, ‘Стрілоподібна’, ‘Роганська’, ‘Слава України’ та верби ‘Прибережна’. Так, тополі ‘Роганська’ та ‘Слава України’ після двох років вирощування за приростом пагона у висоту перевищували середні рівні на 30% та 42%, відповідно. Клони тополь ‘Гулівер’ і ‘Стрілоподібна’ та клон верби ‘Прибережна’ характеризувались найбільшим діаметром пагона та перевищували за цим показником середньорічні рівні більше ніж на 20%. Клони тополь ‘Константа’, ‘Львівська’ і ‘Ноктюрн’ показали слабкі ростові показники. За здатністю до кущення у тополь було виокремлено дві відмінні групи клонів: із високим рівнем кущистості, яка значно збільшувалась у другому вегетаційному сезоні (клони ‘Гулівер’, ‘Роганська’, ‘Дружба’) та клони, кущистість яких була незначною протягом обох сезонів вегетації (клони ‘Константа’, ‘Ноктюрн’ та ‘Львівська’). Загалом, порівняння усереднених ростових показників тополь і верб виявило, що верби переважали тополі за висотою, а достовірних відмінностей за діаметром та кущистістю не спостерігалось. Висновки. Високі показники ростової активності на другий рік вирощування було виявлено у тополь ‘Гулівер’, ‘Стрілоподібна’, ‘Роганська’, ‘Слава України’ та верби ‘Прибережна’, а клони ‘Гулівер’, ‘Роганська’ і ‘Дружба’ продемонстрували найвищий рівень кущистості. Протягом двох вегетаційних сезонів клони тополь ‘Константа’, ‘Львівська’ і ‘Ноктюрн’ демонстрували слабкі ростові показники та низький рівень кущистості. Результати проведених досліджень важливо враховувати при створенні короткоротаційних плантацій біоенергетичних дерев, зокрема на ділянках без штучного зволоження. | Purpose. To estimate the growth performance of poplar and willows clones on the 2nd vegetation year at short rotation plantation in the Kharkiv region, and to identify the most perspective clones for the establishing of bioenergy plantations.Methods. The growth characteristics of 2-year-old poplars (10 clones) and willows (3 clones) were analyzed on experimental plot established in 2014 due to common practice, with stem cuttings 20–25 cm long and 0.8–1.2 cm in diameter. During the analysis performed in October, diameter and height of the shoots were measured and the quantity of plants with 1, 2, and ≤ 3 shoots per plant was determined.Results. The investigations revealed significant interclonal variation in estimated growth parameters on the second vegetation year. The poplar clones ‘Huliver’, ‘Strilopodibna’, ‘Rohanska’, ‘Slava Ukrainy’ and willow clone ‘Pryberezhna’ demonstrated high growth rates. The shoot height of poplars ‘Rohanska’ and ‘Slava Ukrainy’ were 30% and 42% respectively, higher than average rates after two years of cultivation. The clones of poplars ‘Huliver’, ‘Strilopodibna’, and clone of willow ‘Pryberezhna’ had the largest diameters exceeded the average rates more than 20%. Poplars ‘Constanta’, ‘Lvivska’ and ‘Noctiurn’ demonstrated low growth. By the sprouting capacity the clones were divided into two groups: with a high level of sprouting capacity increasing significantly during the second growing season (‘Huliver’, ‘Rohanska’, ‘Druzhba’); and with low sprouting capacity within both vegetation seasons (‘Constanta’, ‘Noctiurn’ and ‘Lvivska’). In general, a comparison of the averaged growth parameters of poplars and willows revealed that the willows prevailed the poplars in height, but no significant differences in diameter and sprouting capacity were observed.Conclusions. The poplars ‘Huliver’, ‘Strilopo­dibna’, ‘Rohanska’, ‘Slava Ukrainy’ and the willow ‘Pryberezhna’ demonstrated high growth values, and poplar clones ‘Huliver’, ‘Rohanska’ and ‘Druzhba’ showed a high level of sprouting capacity. During the two growing seasons the clones of poplars ‘Constanta’, ‘Lvivska’ and ‘Noctiurn’ showed low growth rates and sprouting capacity. The results of experiments could be taken into account when establishing short-rotation plantations of bioenergy trees, in particular on plots without artificial irrigation. | Цель. Установить особенности роста и развития клонов тополей и ив на 2-й год вегетации на испытательной короткоротационной плантации в Харьковской области и выявить наиболее перспективные клоны для создания биоэнергетических плантаций.Методы. На участке исследовали ростовые характеристики 2-летних тополей – 10 клонов и ив – 3 клона. Измерения проводили на плантации, заложенной в 2014 году стеблевыми черенками длиной 20–25 см и толщиной 0,8–1,2 см по общепринятой методике. Во время учета, проводимого в октябре, оценивали биометрические характеристики – толщину и высоту побегов и определяли количество растений, имеющих 1, 2 и ≥ 3 побегов на одно растение.Результаты. На второй год вегетации клоны существенно отличались по ростовым параметрам. Высокие показатели ростовой активности были обнаружены у тополей ‘Гулівер’, ‘Стрілоподібна’, ‘Роганська’, ‘Слава України’ и ивы ‘Прибережна’. Так, тополя ‘Роганська’ и ‘Слава України’ после двух лет выращивания по приросту побега в высоту превышали средние уровни на 30% и 42%, соответственно. Клоны тополей ‘Гулівер’ и ‘Стрілоподібна’ и клон ивы ‘Прибережна’ характеризовались наибольшим диаметром побега и превышали по этому показателю среднегодовой уровень более чем на 20%. Клоны тополей ‘Константа’, ‘Львівська’ и ‘Ноктюрн’ показали слабые ростовые показатели. По способности к кущению у тополей выделены две различные группы клонов: с высоким уровнем кустистости, которая значительно увеличивалась во втором вегетационном сезоне (клоны ‘Гулівер’, ‘Роганська’, ‘Дружба’) и клоны с незначительной кустистостью на протяжении двух сезонов (клоны ‘Константа’, ‘Ноктюрн’ и ‘Львівська’). В целом, сравнение усредненных ростовых показателей тополей и ив показало, что ивы превосходили тополя по росту в высоту, но при этом достоверных различий между ними по показателям диаметра и кустистости не наблюдалось.Выводы. Высокие показатели ростовой активности на второй год выращивания обнаружены у тополей ‘Гулівер’, ‘Стрілоподібна’, ‘Роганська’, ‘Слава Україна’ и ивы ‘Прибережна’, а клоны ‘Гулівер’, ‘Роганська’ и ‘Дружба’ продемонстрировали наиболее высокие уровни кустистости. В течение двух вегетационных сезонов клоны тополей ‘Константа’, ‘Львівська’ и ‘Ноктюрн’ показали слабые ростовые показатели и низкий уровень кустистости. Результаты проведенных исследований важно учитывать при создании короткоротационных плантаций биоэнергетических деревьев, в особенности на участках без искусственного полива.

Purpose. Provide bioinformatic analysis and comparison of target regions of the acetolactate synthase (als) gene in several members of the Poaceae family and, on the basis of the obtained data, explore the possibility of creating a unified genetic construct for als gene editing using the CRISPR-Cas9 system.Methods. The als gene sequences of various members of the Poaceae family were obtained from the NCBI: Nucleotide database. For comparison, a fragment of the imi-2 gene of wheat of the soft line ‘TealIMI11A’ was used in two regions of the 367–390 and 1729–1749 nucleotide sequences. The Sequence Viewer 3.37.0 tool was used to assess the presence of nucleotide substitutions in the working sequence of the imi-2 gene. The dendrogram was built using the “Blast Tree” tool from the NCBI: Blast: Nucleotide resource. Results. A comparative analysis of the nucleotide sequences of seven different species was carried out: soft wheat (Triticum aestivum L.), common wild oat (Avena fatua L.), barley (Hordeum vulgare L.), Asian rice (Oryza sativa L.), maize (Zea mays L.), aleppo grass (Sorghum halepense Pers.) and Tausch’s goatgrass (Aegilops tauschii Coss.). The dendrogram is based on the gene sequence als, showed that all studied genotypes can be divided into two blocks: the first block included maize and aleppo grass, and the second block, a separate branch includes Asian rice and common wild oat, barley, soft wheat and Tausch’s goatgrass. 367–390 nucleotide sequences of soft wheat showed the highest 100% homology to Asian rice, Tausch’s goatgrass and common wild oat. The lowest homo­logy was for maize and aleppo grass at 83.3%. Evaluation of the nucleotide sequence 1729–1749 showed no complete homology at the 100% level. It was the highest for barley and Tausch’s goatgrass – 95.2%, and the lowest for rice, maize and aleppo grass – 80.9% each.Conclusions. The analysis confirms a significant degree of homology of the als gene sequence for various species of the Poaceae family, which allows us to create a universal genetic vector. However, taking into account the high degree of sequence homology for species such as soft wheat, Tausch’s goatgrass, barley, Asian rice and common wild oat, it can be assumed that the corresponding genetic vector can be used with the greatest efficiency to alter the als gene of these genotypes. | Цель. Провести биоинформатический анализ и сравнить целевые участки гена ацетолактат синтазы (als) у нескольких представителей семейства Злаковых и на основе полученных данных исследовать возможность создания унифицированной генетической конструкции для направленного изменения гена als с помощью системы CRISPR-Cas9.Методы. Сиквенсы гена als различных представителей семейства Злаковых были получены из базы данных NCBI: Nucleotide. Для сравнения был использован фрагмент гена imi-2 пшеницы мягкой линии ‘TealIMI11A’ в двух участках сиквенса 367–390 и 1729–1749 нуклеотидов. Для оценки наличия нуклеотидных замен в рабочих сиквенсах гена imi-2 использовали инструмент ‘Sequence Viewer 3.37.0’. Дендрограмму строили с использованием инструмента “Blast Tree” с ресурса NCBI: Blast: Nucleotide. Результаты. Был проведен сравнительный анализ нуклео­тидных последовательностей семи различных видов: пшеницы мягкой (Triticum aestivum L.), овсюга обыкновенного (Avena fatua L.), ячменя обыкновенного (Hordeum vulgare L.), риса посевного (Oryza sativa L.), кукурузы (Zea mays L.), сорго алепского (Sorghum halepense Pers.) и эгилопса Тауша (Aegilops tauschii Coss.). На основе сравнительного анализа сиквенса участков гена іmi-2 для 7-ми генотипов построили филогенетическое дерево, которое показало, что исследованные виды можно разделить на два блока. В первый блок вошли кукуруза и сорго алеппское, а ко второму блоку – рис посевной, овсюг обыкновенный, ячмень обыкновенный, пшеница мягкая и эгилопс Тауша. Определение степени гомологии между последовательностью 367–390 нуклеотида пшеницы мягкой и другими видами показала, что абсолютной была гомология с соответствующими последовательностями риса посевного, эгилопса Тауша и овсюга обыкновенного (100%). Наименьшим нуклеотидное родство оказалось для кукурузы и сорго алеппского – по 83,3%. На участке 1729–1749 нук­леотидов гена іmi-2 никакой из 6 сиквенсов не показал 100% гомологии с последовательностью пшеницы мягкой. Самой высокой она была для ячменя обыкновенного и эгилопса Тауша – 95,2%, а наименьшей для риса посевного, кукурузы и сорго алеппского – по 80,9%.Выводы. Проведенный анализ подтверждает значительную степень гомологии последовательности гена als для различных видов семейства Злаковых. Это позволяет допустить возможность создания универсальной генетической конструкции, с помощью которой можно осуществлять редактирование генома и получения растений, устойчивых к гербициду разных представителей этой семьи. Учитывая высокую степень гомологии последовательностей для таких видов как пшеница мягкая, эгилопс Тауша, ячмень обыкновенный, рис посевной и овсюг обыкновенный, можно предположить, что с наибольшей эффективностью соответствующая генетическая конструкция может быть использована для редактирования гена als именно этих генотипов. | Провести біоінформатичний аналіз та порівняти цільові ділянки гена ацетолактат синтази (als) у декількох представників родини Злакових і на основі отриманих даних дослідити можливість створення уніфікованої генетичної конструкції для направленого редагування гена als за допомогою системи CRISPR-Cas9. Методи. Сиквенси гена als різних представників родини Злакових було отримано з бази даних NCBI: Nucleotide. Для порівняння було використано фрагмент гена іmi-2 пшениці м’якої лінії ‘TealIMI11A’ у двох ділянках сиквенсу: 367–390 та 1729–1749 нук­леотидів. Для оцінювання наявності нуклеотидних замін в робочих сиквенсах гена іmi-2 використовували інструмент “SequenceViewer 3.37.0”. Дендрограму будували з використанням інструменту ‘BlastTree’ з ресурсу NCBI: Blast: Nucleotide. Результати. Було проаналізовано нуклеотидні послідовності сімох різних видів: пшениці м’якої (TriticumaestivumL.), вівсюга звичайного (AvenafatuaL.), ячменю звичайного (HordeumvulgareL.), рису посівного (OryzasativaL.), кукурудзи (ZeamaysL.), сорго алепського (SorghumhalepensePers.) та егілопса Тауша (AegilopstauschiiCoss.). На основі порівняльного аналізу сиквенсу ділянок гена іmi-2 для 7-ми генотипів було побудовано філогенетичне дерево, яке показало, що досліджені види можна поділити на два блоки. До одного з них увійшли кукурудза та сорго алепське, а до другого – рис посівний, вівсюг звичайний, ячмінь звичайний, пшениця м’яка та егілопс Тауша. Визначення ступеня гомології між послідовністю 367–390 нуклеотиду пшениці м’якої та іншими видами показало, що абсолютною була гомологія з відповідними послідовностями рису посівного, егілопса Тауша та вісюга звичайного (100%). Найменшою нуклеотидна спорідненість виявилась для кукурудзи та сорго алепського – 83,3%. У ділянці 1729–1749 нуклеотидів гена іmi-2 жоден з 6 сиквенсів не показав 100% гомології з послідовністю пшениці м’якої. Найвищою вона була до ячменю звичайного та егілопсу Тауша – 95,2%, а найменшою для рису посівного, кукурудзи та сорго алепського – по 80,9%. Висновки. Проведений аналіз підтверджує значний ступінь гомології послідовності гена als для різних видів родини Злакових. Це дозволяє зробити припущення про можливість створення універсальної генетичної конструкції, за допомогою якої можна редагувати геном та отримувати рослини, стійкі до гербіцидів різних представників цієї родини. Зважаючи на вищий ступінь гомології послідовностей для таких видів як пшениця м’яка, егілопс Тауша, ячмінь звичайний, рис посівний та вівсюг звичайний, можна припустити, що ефективнішою відповідна генетична конструкція буде для редагування гена als саме цих генотипів.

Мета. Ідентифікувати за алельним станом гени Pina-D1 і Pinb-D1 сортів та ліній пшениці м’якої озимої селекції Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН для цільового використання в селекції на високі кондитерські показники борошна.Методи. Алельний стан генів Pina-D1 і Pinb-D1 ідентифікували методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) з використанням алель-специфічних пар праймерів. Кондитерські властивості борошна оцінювали, визначивши показники якості: водопоглинальну здатність борошна (ВПЗ), пробне випікання печива та оцінювання його якості.Результати. За результатами ПЛР-аналізу 9 зразків мали алельний склад генів пуроіндолінів (Pina-D1a і Pinb-D1а), характерний для м'якозерних сортів. Кращим за кондитерськими властивостями було борошно ліній 'L137-26-0-2', 'L137-26-0-3', воно мало показник ВПЗ менший 55%, діаметр печива 85 мм, висоту – 10 мм, оцінку поверхні – 7–9 балів, що відповідало вимогам до м'якозерних пшениць. 76% зразків належали до твердозерних сортів та мали відповідні алелі генів Pina-D1 або Pinb-D1. У дослідженій вибірці ген Pina-D1 був представлений 2 алелями: Pina-D1а та Pina-D1b. 27 зразків мали алель Pina-D1а, що також дозволило використовувати їх в селекційних програмах на якість зерна при схрещуванні зі зразками типу soft, 4 – алель Pina-D1b. За геном Pinb-D1 всі твердозерні зразки мали алель Pinb-D1b, а лінія 'Еритроспермум S 424-1/14' була гетерогенною Pinb-D1а/Pinb-D1b. Борошно цих зразків мало характерні для твердозерної пшениці показники якості: ВПЗ 68% і більше, діаметр печива 60–72 мм, висота – 13–15 мм, оцінка поверхні – 1–4 бали.Висновки. Виконані дослідження дозволили ефективно диференціювати селекційний матеріал і передати на кваліфікаційну експертизу сорт пшениці м'якої озимої кондитерського напряму використання 'L137-26-0-3' ('Мазурок'), який має алельний склад генів пуроіндолінів (Pina-D1a і Pinb-D1а), характерний для м'якозерних сортів, та високі кондитерські властивості борошна. | Цель. Идентифицировать аллельное состояние генов Pina-D1 и Pinb-D1 сортов и линий пшеницы мягкой озимой селекции Института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН для целевого использования в селекции на высокие кондитерские показатели муки. Методы. Аллельное состояние генов Pina-D1 и Pinb-D1 идентифицировали методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием аллель-специфических пар праймеров. Кондитерские свойства муки оценивали, определив показатели качества: водопоглотительную способность муки (ВПС), пробную выпечку печенья и оценку его качества. Результаты. По результатам ПЦР-анализа 9 образцов имели аллельное состояние генов пуроиндолинов, характерное для мягкозёрных сортов – Pina-D1a и Pinb-D1а. Лучшей по кондитерским свойствам была мука линий пшеницы ‘L137-26-0-2’, ‘L137-26-0-3’, она имела показатель ВПС меньше 55%, диаметр печенья 85 мм, высоту – 10 мм, оценка поверхности печенья составляла 7–9 балов, что соответствовало требованиям к мягкозёрным пшеницам. 76% изученных образцов относились к твёрдозёрным сортам и имели соответствующие аллели генов Pina-D1 или Pinb-D1. В опытной выборке образцов ген Pina был представлен 2 аллелями: Pina D1а и Pina D1b. 27 образцов имели аллель Pina D1а, это также позволило использовать их в селекции на качество зерна при скрещивании с сортами типа soft, 4 – аллель Pina D1b. По гену Pinb все твёрдозёрные образцы имели аллель Pinb D1b, а линия ‘Эритроспермум S 424-1/14’ была гетерогенной Pinb D1а/Pinb D1b. Эти образцы имели соответствующие твёрдозёрным пшеницам показатели качества муки: ВПС 68% и выше, диаметр печенья 60–72 мм, высота – 13–15 мм, оценка поверхности – 1–4 балла. Выводы. Проведенные исследования позволили эффективно дифференцировать селекционный материал и передать на квалификационную экспертизу сорт пшеницы мягкой озимой кондитерского направления использования ‘L137-26-0-3’ (‘Мазурок’), который имеет аллельный состав генов пуроиндолинов (Pina-D1a и Pinb-D1а), характерный для мягкозёрных сортов, и высокие кондитерские свойства муки. | Purpose. Identification of soft winter wheat varieties and lines from the Plant Production Institute nd. a. V. Ya. Yuryev, NAAS by allelic state of Pina–D1 and Pinb-D1 genes for targeted use in the breeding for high confectionery properties of flour. Methods. Identification of the Pina-D1 and Pinb-D1 genes allelic state was performed by polymerase chain reaction (PCR) using allele-specific primer pairs. Confectionery properties of flour were evaluated by determining the quality indicators: the water absorption capacity (WAC) of the flour, trial baking of cookies and evaluation of its quality. Results. According to the results of PCR analysis, 9 samples had an allelic composition of puroindoline genes (Pina-D1a and Pinb-D1a) characteristic for soft-grained varieties. Flour of the lines 'L137-26-0-2', 'L137-26-0-3' had the best confectionery properties, it had a WAC value less than 55%, cookies diameter 85 mm, cookies height 10 mm, estimation of a surface of cookies 7– 9 points, what meets the requirements for soft-grained wheat. 76% of the samples belonged to hard-grained varieties and had the corresponding alleles of the Pina-D1 or Pinb-D1 genes. In the studied sample, Pina-D1 gene is represented by 2 alleles: Pina-D1a and Pina-D1b. 27 samples had Pina-D1a allele, which also allows them to be used in breeding programs for grain quality when crossed with soft samples, 4 ones had Pina-D1b allele. As to Pinb-D1 gene, all hard grain samples had Pinb-D1b allele, and the 'Erythrospermum S 424-1 / 14' line was heterogeneous for Pinb-D1a / Pinb-D1b. The flour of these samples had typical for hard wheat quality indicators: WAC 68% and more, cookie diameter of 60–72 mm, cookie height of 13–15 mm, the surface evaluation of 1–4 points.Conclusions. The studies allowed to differentiate the breeding material  and transfer a soft winter wheat cultivar of a confectionery use 'L137-26-0-3' ('Mazurok') which has an allelic structure of puroindolins genes (Pina-D1a and Pinb-D1a) characteristic for soft-grained varieties and high confectionery flour properties for qualification examination.

Мета. Обґрунтувати особливості класифікації морфобіологічних та господарсько-цінних показників сортів лохини високорослої Vaccinium corymbosum L. Методи. Дослідження проводили впродовж 2012–2019 рр. Методи дослідження: польовий (візуальне обстеження прояву морфологічних ознак вегетативних і генеративних органів рослин лохини), лабораторний (визначення вмісту в ягодах вітаміну С, загального цукру, пектину, каротинів, антоціанів, флавоноїдів, загальної кислотності), аналітичний, порівняльний, статистичний (кластерний аналіз).Результати. Сорти лохини високорослої за роки досліджень характеризувались стабільним проявом однорідних морфологічних ознак та господарсько-цінних показників продуктивності. Зокрема, досліджувані сорти класифіковані за групами стиглості: дуже рання: ‘Фіолент’; рання: ‘Драпер’, ‘Гурон’, ‘Клокворк’, ‘Карго’, ‘Ласка’; середня: ‘Блу ріббон’, ‘Топ шелф’, ‘ЗФ08070’, ‘Мавка’; пізня: ‘Ліберті’, ‘Ласт колл’ та дуже пізня: ‘Аврора’, ‘Овертайм’. Установлено, що до кількісних морфологічних ознак сортів лохини високорослої, які впливали на формування продуктивності рослин, належать такі ознаки, як сила росту, листок за довжиною, листок за шириною, суцвіття за довжиною, гроно за щільністю, плід за розміром. Господарсько-цінні показники придатності сортів лохини високорослої залишалися стабільними в межах групи стиглості. Найвищу врожайність (19,5 т/га) забезпечив середньостиглий сорт ‘Мавка’ вітчизняної селекції. Вихід ягід з куща в цього сорту був теж найвищим і становив 7 кг. Найнижчими досліджувані показники продуктивності були в сорту ‘Блу ріббон’ – 10,2 т/га і 2,4 кг відповідно. Мінімальне та максимальне значення прояву характеристик слугуватиме для встановлення граничних меж його варіювання під час наступного моделювання господарсько-цінних показників сортів лохини високорослої.Висновки. Такі морфобіологічні характеристики сортів лохини високорослої, як сила росту рослин, листок за довжиною, листок за шириною, суцвіття за довжиною, гроно за щільністю, плід за розміром тісно пов’язані з продуктивністю рослин, виходом ягід з куща, масою ягід і врожайністю. А тому їх можна залучати до розроблення та вдосконалення моделі показників придатності лохини високорослої до поширення на території України. | Purpose. To substantiate the features of the classification of morphobiological and economically valuable indicators of highbush blueberry varieties of Vaccinium corymbosum L.Methods. The studies were carried out during 2012–2019. Research methods: field (visual examination of the manifestation of morphological signs of vegetative and generative organs of blueberry plants), laboratory (determination of the content of vitamin C, total sugar, pectin, carotenes, anthocyanins, flavonoids, total acidity in berries), analytical, comparative, statistical (cluster analysis).Results. Over the years of research, varieties of highbush blueberries were characterized by a stable manifestation of homogeneous morphological traits and economically valuable performance indicators. In particular, the studied varieties are classified according to ripeness groups: very early: ‘Fiolent’; early: ‘Draper’, ‘Huron’, ‘Clockwork’, ‘Cargo’, ‘Laska’; medium: ‘Blue Ribbon’, ‘Top shelf’, ‘ZF08-070’, ‘Mavka’; late: ‘Liberti’, ‘Last Call’ and very late: ‘Aurora’, ‘Overtime’. It was determined that the quantitative morphological traits of highbush blueberry varieties that influenced the formation of plant productivity include such traits as growth vigor, leaf length, leaf width, inflorescences lengthwise, bunch density, fruit size. Economically valuable indicators of suitability of highbush blueberry varieties remained stable within the ripeness group. The highest yield (19.5 t/ha) was provided by the mid-season variety ‘Mavka’ of domestic selection. The yield of berries from the bush of this variety was also high and amounted to 7 kg. The studied performance indicators were low in the variety ‘Blue Ribbon’ – 10.2 t/ha and 2.4 kg, respectively. The minimum and maximum values of the manifestation of characteristics will serve to establish the limiting boundaries of its variation in the next modeling of economically valuable indicators of highbush blueberry varieties.Conclusions. Such morphobiological characteristics of highbush blueberry varieties, as plant growth vigor, leaf length, leaf width, inflorescences lengthwise, bunch density, fruit size are closely related to plant productivity, berry yield per bush, berry weight and yield. Therefore, they can be involved in the development and improvement of the model of suitability indicators of highbush blueberries for distribution in Ukraine.