Впервые среди коренного населения Сибири (у чукчей, коряков, эвенов, эвенков, якутов, бурят и алтайцев) и Восточной Азии (корейцев) проведен популяционный скрининг «арктической» мутации G > A в локусе rs80356779 гена карнитин-о-пальмитоилтрансферазы 1А (CPT1A). Предполагается, что этот вариант полиморфизма возник у предков эскимосов в результате адаптации к диете, обогащенной жирными кислотами, и/или экстремальным природно-климатическим условиям Крайнего Севера. Известно также, что среди американских эскимосов – носителей гомозигот арктического варианта гена CPT1A – достоверно чаще выявляются случаи заболеваний, связанных с дефицитом фермента CPT1A и, как следствие, с гипокетонной гипогликемией и синдромом внезапной детской смерти. С другой стороны, эта мутация может быть кардиопротективной, так как ее наличие ассоциируется с повышенным содержанием липопротеинов высокой плотности и аполипопротеина A1 в плазме крови. В проведенном нами исследовании высокая частота арктического варианта гена CPT1A обнаружена только в береговых популяциях Северо-Восточной Азии: 66 % у коряков, 56 % у чукчей и 30 % у эвенов, а также в единичном случае (частота 1 %) у эвенков Центральной Сибири. Анализ полиморфизма, выявленного с помощью высокопроизводительного секвенирования, показал, что помимо исследуемого локуса rs80356779 еще пять локусов являются информативными в плане прояснения структуры гаплотипов гена CPT1A (rs2278908, rs2278907, rs2924699, rs7112615 и rs2229738). Обнаружено, что гаплотип, несущий «арктическую» мутацию, возник однократно на основе гаплотипа, встречающегося в настоящее время в различных популяциях Евразии. Предполагается, что распространению «арктической» мутации в популяциях коренного населения Северо-Восточной Азии способствовали процессы расширения эскимосской культуры морского зверобойного промысла и ассимиляции эскимосов чукчами и коряками.

Мясное животноводство, в том числе овцеводство, – важнейшая отрасль сельского хозяйства. Повышение производительности и улучшение качества мяса рассматриваются сегодня как приоритеты развития отрасли. В последнее время значительные результаты в мясном овцеводстве получены благодаря использованию достижений генетики. В селекционных программах обычно отбирали производителей на основании качества потомства, родственников или предков. В то же время применение молекулярно- генетической технологии может вывести такие работы на новый методический уровень. На сегодняшний день все еще нерешенной остается проблема установления достоверной связи между признаками продуктивности и генетическими маркерами, поскольку в отличие, например, от моногенных заболеваний, признаки продуктивности обладают комплексным характером и их проявление зависит от баланса между различными физиологическими функциями, нарушение в котором, даже при кажущейся положительной роли превалирующего элемента, может привести к снижению продуктивности в целом. Селекция на основе генетических маркеров продуктивности направлена на работу с животными с высоким генетическим потенциалом по приросту живой массы и качеству мяса. В обзоре описаны перспективные гены – потенциальные маркеры продуктивности в мясном овцеводстве. Подробно рассмотрено использование гена гормона роста, каллипигии, кальпаина и кальпастатина в качестве перспективных генетических маркеров для селекции овец. Вместе с тем необходимо констатировать, что, несмотря на многочисленные сообщения о потенциальных генетических маркерах продуктивности, заметного влияния на повышение экономических показателей в овцеводстве молекулярно- генетические методы пока не оказали.

Настоящая работа имеет феноменологический, чисто описательный характер. В ней рассмотрен полиморфизм окрасок минисвиней селекционной группы Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (ИЦиГ) и высказаны некоторые предположения о генетической природе этого разнообразия. В стаде мини-свиней ИЦиГ присутствуют окраска дикого типа (агути), черно-пестрая, черная и белая масти. Все перечисленные масти имеют варианты, в том числе ранее в литературе не описанные, различия между которыми являются генетически обусловленными. Кроме этого, у мини-свиней ИЦиГ присутствуют варианты масти, присущие только гетерозиготным особям, а также описанная только у примитивных домашних свиней архаичная серая масть. Сопоставление наблюдаемых в селекционной группе фенотипов масти с литературными данными показало, что полиморфны локусы EDNRB, KIT, KITLG и MC1R, а мономорфны – ASIP, OCA2 и TYRP1. Таким образом, локусы, которые контролируют наиболее распространенные масти домашних свиней, полиморфны, а локусы, контролирующие редкие 
или относительно редкие масти, мономорфны. Исследование позволило выдвинуть некоторые предположения, касающиеся особенностей генетической детерминации фенотипов масти, наблюдаемых в изучаемой селекционной группе. В том числе это предположения о генетическом контроле ювенильных окрасок домашних свиней. Наблюдения, проведенные в стаде мини-свиней селекции ИЦиГ, позволили изучить и описать особенности возрастного изменения одного из вариантов черно-пестрой масти, когда первоначально черно-пестрые по кирпичному фону новорожденные поросята в возрасте одного года имеют серый чалый фон, формируемый смесью белых и черных волос. Кроме того, было показано, что с помощью технических средств черно-пестрость может быть обнаружена и на черном фоне.

Изучено генетическое разнообразие российских сортов картофеля и сортов селекции стран ближнего зарубежья из коллекции ВИР, которые создавались в 1931–2015 гг. На основании результатов анализа полиморфизма 14 монолокусных ядерных микросателлитов (SSR) проведено генотипирование 113 селекционных сортов. Дополнительно изучено распространение у сортов восьми маркеров трех R-генов, вовлеченных в контроль устойчивости растений к двум карантинным объектам – золотистой картофельной нематоде Globodera rostochiensis и возбудителю рака картофеля Synchytrium endobioticum, которые локально встречаются в отдельных регионах Российской  Федерации. У всех изученных сортов, устойчивых к патотипу 1 S. endobioticum, выявлен диагностический компонент маркера Nl-25 гена Sen1, у восприимчивых сортов фрагмент Nl-251400 не обнаружен. Полученные результаты продемонстрировали различную эффективность маркеров генов Н1 и Gro1-4, детерминирующих устойчивость к патотипу Ro1 G. rostochiensis; наиболее перспективно использовать несколько маркеров для детекции нематодоустойчивых сортов. Результаты молекулярного скрининга с шестью маркерами генов Н1 и Gro1-4 позволили детектировать у сортов шесть гаплотипов. Пять гаплотипов включали сорта с различными сочетаниями изученных маркеров, большинство (87,9 %) из этих сортов были устойчивы или слабо поражаемы нематодой. Наиболее многочисленный гаплотип H1/0 включал 76 сортов, у которых не было выявлено ни одного маркера генов Н1 и Gro1-4; 96,1 % из них были восприимчивыми к G. rostochiensis. Обсуждается связь между родословными сортов, временем их создания, составом гаплотипов и устойчивостью селекционных сортов к золотистой картофельной нематоде и возбудителю рака картофеля.

Представлены результаты многолетнего изучения новых перспективных и районированных сортов яблони (Malus domestica Borkh.), произрастающих в условиях юга России. Оценку сортов яблони проводили по устойчивости к основным грибным патогенам: парше (Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter) и мучнистой росе (Podosphaera leucotricha Salm.), качеству и товарности плодов, содержанию биологически активных веществ, формирующих антиоксидантные свойства плодов. В селекции яблони применен усовершенствованный метод полиплоидии, основанный на вовлечении в селекционный процесс иммунных к парше родительских форм. В результате комплексной оценки основных агробиологических признаков сортов и форм яблони разной плоидности в нестабильных условиях окружающей среды выделены доноры и источники значимых признаков яблони для селекционного использования: устойчивости и иммунитета к основным грибным патогенам, крупноплодности, ярко-красной окраски плодов, улучшенного химического состава. Выделены высококачественные сорта яблони селекции Северо-Кавказского НИИ садоводства и виноградарства совместно с Всероссийским НИИ селекции плодовых культур, сочетающие иммунитет к парше (ген Vf) с высокой устойчивостью к мучнистой росе: Фортуна, Амулет, Кармен, Ника, Марго, Орфей, Союз и др. Выявлены иммунные к парше сорта яблони с высокой жизнеспособностью пыльцы (83–98 %): Азимут, Василиса, Кармен, Любава, Марго, Фортуна, Либерти, Прима, Флорина, Фридом. Выделены перспективные родительские формы, передающие большей части гибридного потомства хорошие вкусовые качества плодов, полиплоидные сорта: Голден Делишес тетраплоидный, Уэлси тетраплоидный, Боскопская красавица, Балсгард 0247 Е, Папировка тетраплоидная, а также диплоидные сорта: Алкмене, Прима, Редфри и Кубань. Выявлены сорта яблони с высокими химическими показателями, в том числе по содержанию сахаров – Орфей (10,8 %), Чемпион (10,5 %); витамина С – Василиса и Союз (более 9,0 мг/100 г), гибридная форма 44-24-49-ю (более 11,4 мг/100 г), а также Р- активных веществ – Василиса, Любава, Марго (более 110,0 мг/100 г), использование которых в селекционных программах способствует ускоренному созданию новых генотипов с улучшенным биохимическим составом плодов.

Ринхоспориоз (возбудитель – Rhynchosporium secalis (Oudem.) J.J. Davis) – одна из наиболее вредоносных болезней ячменя. Высокая изменчивость гриба обусловливает появление новых агрессивных патотипов и, соответственно, потерю устойчивости сортов. Установлено, что большинство районированных в последнее время сортов ячменя и выявленных ранее источников устойчивости  к R. secalis восприимчивы к этому патогену. Лишь один ген устойчивости, Rrs9, сохраняет эффективность против популяций возбудителя болезни в России. Цель исследования – поиск доноров эффективных генов устойчивости ячменя к возбудителю ринхоспориоза, способных легко передавать данный признак при гибридизации. Чем больше разнообразие генов, используемых в селекции, тем медленнее приспособление паразита и длительнее срок их «полезной жизни». Изучали наследование устойчивости к ринхоспориозу у 33 выделенных нами ранее местных образцов ячменя из Китая, Индии, Непала и Эквадора. Анализ взаимодействия тест-клонов R. secalis с растением-хозяином показал отличие аллелей, обусловливающих устойчивость к патогену у 32 форм ячменя, от эффективных ранее генов Rrs4, rrs6, rrs7, а также от сохраняющего эффективность Rrs9. Установлено, что 30 образцов защищены новыми нетождественными генами устойчивости к ринхоспориозу. Предполагается, что образцы к-18398 и к-16231 из Китая имеют аллельные гены устойчивости к R. secalis, а ген (гены) устойчивости образца к-31075 (Непал) аллелен гену Rrs9. С помощью гибридологического анализа показано, что образцы к-3307, к-15868, к-18989 и к-3481 из Китая защищены эффективными генами устойчивости к R. secalis, различающимися между собой и не аллельными генам Rrs4, rrs6, rrs7 и Rrs9. Образцы к-15868 и к-3481 имеют по два комплементарных рецессивных гена устойчивости к R. secalis, к-18989 – два рецессивных гена, а образец к-3307 – один рецессивный ген устойчивости к патогену. Гены устойчивости у этих форм проявляются на протяжении всех этапов онтогенеза растений.

Представлены результаты изучения хозяйственно ценных свойств регенерантных линий ячменя, полученных методом клеточной селекции на селективных средах in vitro с ионами алюминия, водорода и полиэтиленгликолем. Созданы генотипы, превышающие исходный и стандартный сорта: по уровню индекса длины корней (регенеранты 0,9–1,2 %, стандарт 0,8 %) и засухоустойчивости (регенеранты 17,8–45,2 %, стандарт 8,5 %) – в лабораторных исследованиях, по продуктивным показателям – в вегетационном испытании (повышение всхожести на 12 %, продуктивной кустистости – на 21 %, озерненности колоса – в 2,3 раза, массы зерна с растения – в 1,5 раза). Показатель массы зерна с одного растения коррелировал с уровнем подщелачивания в зоне ризосферы исследуемых растений в стрессовых условиях вегетационного опыта (r = 0,908). В результате иммунологической оценки на инфекционном фоне выявлены регенерантные линии, характеризующиеся низкой степенью поражения фитопатогенными грибами. Преимущество по урожайности генотипов регенерантного происхождения перед исходными сортами и стандартами особенно проявилось в 2010 г. в провокационных условиях кислых почв и недостатка влаги, когда в полевых испытаниях регенерантные генотипы стабильно обеспечивали на 10,0–43,2 % более высокую урожайность, чем стандартный сорт. Доля регенерантных линий на этапе конкурсного сортоиспытания возросла с 8,3 (2006 г.) до 32,4 % (2014 г.). Регенеранты, обладающие высокой комбинационной способностью, используются в качестве родительских форм при скрещивании. Получены новые сорта ячменя Форвард и Бионик на основе регенерантных линий 917-01 и 496-07. В условиях эдафического стресса (рН 3,8–4,5; Аl3+ 0,5–9,6 мг/100 г почвы) урожайность сортов достигала: Форвард – 5,5 т/га, Бионик – 6,6 т/ га, превышение над стандартом составляло 113–128 %.

Поиск и создание исходного материала, устойчивого к неблагоприятным факторам окружающей среды и адаптированного к меняющимся погодным условиям, – одно из перспективных направлений селекции сельскохозяйственных растений. В статье представлены результаты изучения устойчивости гибридов (F4, F5) яровой мягкой пшеницы к основным листовым фитопатогенам (Erysiphe graminis DC. f. sp. tritici Em. Marchal, Alternaria spp., Helminthosporium spp. и Puccinia recondita Rob. ex. Desm f. sp. tritici Eriks) в различных почвенно-климатических условиях. Испытания проводились в течение двух вегетационных периодов (2013– 2014 гг.) в трех географических пунктах: Тюменская область (Россия), Земля Баден-Вюртемберг (Германия) и Земля Нижняя Саксония (Германия), существенно различавшихся по природно-климатическим условиям в указанные годы. Оценку устойчивости гибридов к листовым заболеваниям проводили на естественном инфекционном фоне. Показано влияние комплекса абиотических факторов на распространенность фитопатогенных грибов в пунктах исследования. Выделены гибридные комбинации, менее восприимчивые по сравнению с другими гибридами к мучнистой росе, бурой ржавчине и пятнистостям, а также гибриды, обладающие устойчивостью к комплексу идентифицированных фитопатогенов. Отмечено, что проходившие экологическое испытание гибридные формы имели различные показатели биологической устойчивости растений в географических пунктах исследований. Гибрид ♀Cara × ♂Лютесценс 70 в обоих пунктах Германии имел относительно высокий показатель биологической устойчивости растений и обладал, согласно данным полевых исследований, во всех географических пунктах устойчивостью к комплексу идентифицированных фитопатогенов. Экологическое испытание новых генотипов растений в значительно различающихся по комплексу биотических и абиотических факторов условиях среды является одним из методов выявления устойчивости к фитопатогенам и выделения форм культурных растений с высокой адаптацией.

Исследовались метаболомные спектры зерновок диких и культивируемых форм (сортов) овса (Avena L.). Материалом для изучения служили образцы семян из коллекции ВИР. Метаболомные исследования (анализ метаболома) проводили методом газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрией (ГЖХ-МС) на хроматографе Agilent 6850 (CША). Анализировали состав и содержание органических и жирных кислот, аминокислот, многоатомных спиртов и сахаров. Установлено, что у сортов по сравнению с дикими видами сузился (в ряде случаев существенно) диапазон колебания значений содержания изученных групп соединений. Наряду с резким увеличением содержания олеиновой кислоты у сортов снизилось содержание линолевой кислоты. В целом сравнение метаболомных спектров зерновок диких видов и сортов позволило сделать следующие основные выводы. Ряд дикорастущих видов овса может быть рекомендован в качестве потенциального источника биохимических признаков качества при селекции. Выявлены метаболиты, содержание которых меняется в процессе окультуривания или по которым дикие виды овса отличаются от сортов этой культуры. Среди этих соединений наряду с такими широко известными составляющими здорового питания, как олеиновая кислота, глюкоза, фруктоза и др., выявлены моноацилглицеролы – МАГ 16 : 0, МАГ-2 18 : 2 и др. Высказано предположение, что последние могут быть связаны с формированием признаков адаптивности, в частности с устойчивостью к болезням и вредителям, абиотическим факторам среды.

Использование моносомных линий значительно увеличивает эффективность молекулярно-генетического анализа и получения высококачественных селекционных линий с замещением определенных хромосом. В связи с этим было важно создать полный набор анеуплоидных линий для каждой хромосомы хлопчатника. Достижению этой цели способствовало получение новых моно-сомных линий хлопчатника узбекской коллекции с использованием хромосом-специфичных маркеров (SSR) и транслокационных линий для идентификации хромосом. В статье обобщены данные многолетних исследований, посвященных созданию моносомных линий, включая происхождение 95 первичных моносомиков хлопчатника, их цитогенетические и морфологические особенности, а также идентификацию унивалентных хромосом с помощью транслокационного теста и SSR-маркеров. Линии идентифицированы по хромосомам 2, 4, 6 Аt-субгенома и хромосомам 18, 22 Dt-субгенома, а также выявлен телоцентрик для 11 хромосомы Аt-субгенома хлопчатника. Остальные 22 моносомные линии были идентифицированы как дубликаты трех хромосом (2, 4, 6). Созданный материал будет полезен для молекулярно-генетического картирования, создания линий с замещением хромосом и для селекции хлопчатника.

Представлены результаты изучения наследования белковых маркеров в разных поколениях межвидовых гибридов хлопчатника Gossypium hirsutum L. × G. barbadense L. и G. barbadense L. × G. hirsutum L. При выведении этих гибридов вид G. hirsutum был представлен карликовыми растениями, полученными вследствие мутации, индуцированной ранее гамма-излучением, а вид G. barbadense – сортом С-6037. Растения вида G. hirsutum имели белковый маркер Н-0,13, а у растений вида G. barbadense гомологичный маркер был представлен белком В-0,18. Более ранними исследованиями установлено, что в межвидовых скрещиваниях эти маркеры проявляют себя как аллели одного локуса. Это позволило использовать данные маркеры для анализа соотношений фенотипических классов в ряду поколений межвидовых гибридов, включая F2, F9 и F10. При проведении исследований растения, содержащие только один тип белка (Н-0,13 или В-0,18), рассматривали как гомозиготы по соответствующему гену, а растения, содержащие оба  белка (Н-0,13 и В-0,18), – как гетерозиготы. У ряда полиморфных по указанным белкам потомств наблюдалось достоверное изменение соотношения фенотипических классов, проявлявшееся как смещение в сторону увеличения или уменьшения доли какого-либо гомозиготного фенотипического класса либо как достоверное увеличение или уменьшение доли гетерозиготного класса. Электрофоретический состав белков семян исследуемых образцов хлопчатника оставался неизменным до девятого поколения гибридов, но в десятом поколении некоторые гетерозиготные растения давали потомство, в семенах которых отсутствовал белок с электрофоретической подвижностью 0,70. Такие растения принадлежали гомозиготному фенотипическому классу, у которого выявляется маркер Н-0,13.

Хризантема садовая (Chrysanthemum morifolium Ramat.) – востребованная осеннецветущая культура для садово-паркового оформления и использования на срез, отличается продолжительным, обильным и красочным цветением. Отсутствие зимостойких и адекватных по срокам цветения сортов, слабая устойчивость к патогенной микобиоте ограничивают ее распространение в большинстве регионов России. Актуальным является создание нового селекционного материала на основе искусственной межвидовой гибридизации, способной совместить ценные признаки разных видов Chrysanthemum в одном организме. Проведены прямые и обратные скрещивания между видами маньчжурской (C. chanetii H. Lév., C. coreanum (H. Lév. et Vaniot) Nakai, C. maximoviczii Kom., C. naktongense Nakai, C. zawadskii subsp. acutilobum (DC.) Kitag., C. tenuisectum Kitag., C. zawadskii subsp. latilobum (Maxim.) Kitag., C. leiophyllum Nakai), монгольско-сибирской (C. mongolicum Y. Ling, C. zawadskii Herbich) флоры и межвидовыми гибридными формами с привлечением субтропических представителей Chrysanthemum. Скрещивание видов с одинаковым числом хромосом (гексаплоид × гексаплоид, 2n = 54 и тетраплоид × тетраплоид, 2n = 36) в прямом и обратном направлениях проходило без всяких затруднений. Хорошая совместимость отмечена при гибридизации тетраплоидных и гексаплоидных родителей. Диплоиды (2n = 18) не всегда совместимы между собой и частично совместимы с гексаплоидами. Межвидовые гибриды в первом семенном поколении характеризовались фенотипическим единообразием с промежуточным наследованием либо преобладанием признаков высокоплоидного родителя, отличались гибридной мощностью, интенсивностью порослеобразования и комплексом адаптивных качеств. Получены сложные межвидовые гибриды в комбинациях скрещивания, состоящих из трех разных компонентов. Отобранные декоративные межвидовые и межгибридные формы перспективны для озеленения и служат комплексными источниками адаптивности для получения отечественных сортов хризантемы садовой.

Для повышения урожайности зерновых культур в условиях северных регионов ведется поиск биологически активных препаратов на основе высокоэффективных штаммов бактерий из рода Bacillus. На сегодняшний день существует ряд подобных биопрепаратов (Фитоспорин- М, Бактофит, Гамаир, Интеграл и др.), однако их эффективность в северных регионах может быть снижена, так как активность интродуцированных микроорганизмов связана с их приживаемостью в ризосфере и ризоплане. Описано влияние бактерий рода Bacillus из многолетнемерзлых пород на морфофизиологические показатели проростков мягкой яровой пшеницы сорта Иргина (энергию прорастания, лабораторную всхожесть семян, длину и сырую массу корней и побегов проростков), а также на длину колеоптиля и количество хлорофиллов a, b и каротиноидов в вытяжке пигментов растительного материала. Показано, что всхожесть и морфометрические показатели под влиянием штаммов рода Bacillus из многолетнемерзлых пород были значительно выше по сравнению с действующим штаммом биопрепарата «Фитоспорин-М». Очевидно, что бактерии рода Bacillus в процессе набухания семян (во время их предпосевной обработки) вместе с водой попадают в зерновку и достаточно активно начинают расщеплять запасные питательные вещества, делая их более доступными для усвоения проростком. Высказано предположение, что повышение морфофизиологических показателей яровой пшеницы сорта Иргина является также следствием стимуляции системы фотосинтеза и, соответственно, увеличения эффективности поглощения световой энергии. Учитывая особенности влияния различных штаммов бактерий, выделенных из многолетнемерзлых пород, на морфофизиологические и биохимические параметры растений, можно разработать на их основе биопрепараты направленного или комплексного действия, используя для этого комбинации штаммов.

Вирус хлоротической пятнистости листьев яблони (ACLSV), вирус ямчатости древесины яблони (ASPV) и вирус бороздчатости древесины яблони (ASGV) распространены во всех странах, где возделывается яблоня. В данной работе исследовалось генетическое разнообразие этих патогенов на территории Беларуси. Зараженные различными вирусными инфекциями деревья были обнаружены с помощью метода ОТ-ПЦР в современных садовых насаждениях. Среди старых деревьев, возрастом более 50 лет, зараженных не выявлено. Фрагменты геномов вирусов ACLSV, ASPV и ASGV были клонированы и секвенированы. Анализ их нуклеотидных последовательностей свидетельствует о высокой молекулярной вариабельности, сформированной за счет однонуклеотидных замен, реже – однонуклеотидных делеций и инсерций. Некоторый вклад в существующее генетическое разнообразие популяции вирусов также могли вносить и рекомбинационные процессы. Оценка селекционного давления на фрагменты геномов ACLSV, ASPV и ASGV, полученные в настоящем исследовании, а также гомологичные последовательности из базы данных GenBank свидетельствует о том, что они находятся под воздействием отрицательной селекции, за исключением одного кодона в последовательности белка оболочки ACLSV, находящегося под воздействием положительной селекции. При исследовании филогенетических взаимоотношений изолятов вирусов, выделенных в разных странах, четкой зависимости между географическим происхождением и степенью идентичности фрагментов геномов вирусов выявлено не было.

Гетерозис как феномен превосходства гибридов F1 над родителями служит основным механизмом повышения продуктивности в сельскохозяйственном производстве, но при этом остается одним из наиболее интригующих явлений с точки зрения генетики. Первые попытки выяснения его генетических основ базировались на использовании теоретических моделей, которые, хотя и были приняты научным сообществом, но не могли в полной мере охарактеризовать это уникальное явление. С разработкой и распространением молекулярных маркеров основные усилия были направлены на поиск геномных регионов, ответственных за формирование гетеротического ответа в F1, и выяснение перспектив использования оценки молекулярной дивергенции исходных родительских форм для предсказания урожайного потенциала гибридного потомства. Несмотря на некоторые успехи, эффективность такого подхода для практического использования оказалась ограниченной. Выполненные исследования подтвердили, что генетическая гетерогенность необходима, но не достаточна для получения гетерозисного фенотипа. Развитие современных методологических подходов функциональной геномики и смежных дисциплин обеспечило новые возможности для изучения основополагающих механизмов гетерозиса на уровне генома, транскриптома, метаболома и эпигенома в связи с различными типами взаимодействия генов (доминированием, сверхдоминированием, эпистазом). К настоящему времени описаны различия в геномной организации, генной экспрессии и эпигенетическом статусе гибридов F1 и их родителей. На геномном уровне обнаружены QTL, ассоциированные с гетерозисом, изучена роль дивергенции ДНК в реализации генетического потенциала F1. На уровне транскриптома у гибридов, по сравнению с инбредными родителями, выявлены изменения в регуляции экспрессии генов, осуществляемой с участием генов циркадных часов. Опре-делена важная роль эпигенетической модификации ДНК и геномного импринтинга в проявлении гетерозиса. Вся совокупность данных, накопленных к настоящему времени, свидетельствует о том, что гетерозис невозможно объяснить единственным общим механизмом, так как этот сложный феномен включает множественные компоненты, кумулятивный эффект которых приводит к формированию выдающегося фенотипа.

Выяснение филогенетических отношений в близкородственных группах эпидемиологически значимых организмов – важная задача паразитологии и эволюционной теории. Одной из таких групп является комплекс видов Anopheles maculipennis, распространенных в Евразии, Северной Африке и Северной Америке. Изучены опубликованные схемы филогенеза палеоарктической части этого комплекса, построенные на основе скрещиваемости видов, исследования политенных хромосом, изоферментов, кутикулярных углеводов и ITS2 генов рРНК. Отсутствие высокого соответствия между ними обусловило идею создания консенсусной схемы филогенетических связей указанной группы видов. С помощью различных алгоритмов (Neighbor-joining, Minimum Evolution, Maximum Parsimony и Maximum Likelihood) построены филогенетические схемы по последовательностям фрагмента гена COI, вариабельного участка D2 28S рДНК и ITS2 генов рРНК. Обоснованы, построены и обсуждены две консенсусные схемы филогении палеоарктических видов maculipennis. Одна из них опирается в основном на результаты молекулярно-генетического анализа. Вторая создана на основе исследования политенных хромосом, географического распространения и экологии. Филогенетические связи An. beklemishevi противоречивы. По молекулярным маркерам An. beklemishevi близок к другим палеоарктическим видам, однако далек от них по фиксированным хромосомным инверсиям. Показана удаленность этого вида от группы неоарктических видов ветви An. quadrimaculatus. Предложенные схемы отображают два возможных сценария эволюции комплекса maculipennis. Различия между ними обусловлены как принятыми в качестве аргументов фактами и рассуждениями, так и допущениями различных методов реконструкции филогенеза. Выдвинута идея о существенной роли несоразмерности астрономического и биологического времени в интерпретации эволюционных процессов. Для более детального решения проблемы филогенеза палеоарктической ветви комплекса maculipennis требуется расширение знаний о видах, его составляющих.

Реакция организма на иммуногенные стимулы во многом зависит от факторов, влияющих на тип развития иммунного ответа, таких как путь попадания в организм, цитокиновый фон, иммунный статус. Ранее было показано, что при попадании в верхние дыхательные пути самцов хемосигнальных молекул самок мышей в первую очередь происходит активация мукозального иммунитета, приводящая к повышению сопротивляемости животных респираторным инфекциям, что имеет важное приспособительное значение. Но активация мукозального иммунитета зависит от генетических особенностей иммунного реагирования. Мыши линий BALB/c и C57BL/6 характеризуются преобладанием гуморального (Th2) и клеточного (Th1) типов иммунного ответа соответственно и являются хорошей моделью для определения механизма активации мукозального иммунитета в ответ на хемосигналы самок. В опытах на самцах мышей линий BALB/c и C57BL/6 исследовали реакцию мукозального иммунитета респираторной системы на интраназальную аппликацию липополисахарида (ЛПС), раствора мочевины, физиологического раствора и мочи самок, используемой в качестве полового хемосигнала. Моча самок и ЛПС вызывали повышение количества лейкоцитов и концентрации белка в бронхоальвеолярном лаваже (БАЛ) мышей линии BALB/c, но не линии C57BL/6, что свидетельствует о решающей роли иммунного ответа Th2-типа в активации мукозального иммунитета легких. При одинаковом влиянии на мукозальный иммунитет аппликация мочи самок вызывала существенно меньший подъем концентрации кортикостерона в плазме крови по сравнению c ЛПС. Таким образом, сигнальные механизмы защиты от инфекционных рисков, связанных с размножением, обеспечивают генотип-зависимую мобилизацию неспецифического иммунитета без существенной активации физиологических механизмов стресса.

В злокачественных опухолях человека и животных часто обнаруживаются мутантные варианты генов, контролирующих размножение и рост клеток. В то же время многие канцерогены про-являют положительную активность в различных тестах на мутагенность. Это свидетельствует в пользу представлений о генотоксическом механизме канцерогенеза. Считается, что если химически активные канцерогены вызывают мутации при непосредственном взаимодействии с ДНК, то химически неактивные активируются до мутагенных продуктов в процессе метаболических превращений в организме. Было установлено, что аминоазокрасители активируются путем N-гидроксилирования и последующей конъюгации с остатком серной кислоты, катализируемой печеночной сульфотрансферазой, ферментом второй фазы мета-болизма ксенобиотиков. Ранее мы показали, что именно активированные метаболиты орто-аминоазотолуола ответственны за ингибирование глюкокортикоидной индукции тирозинаминотрансферазы у чувствительных к его гепатоканцерогенному действию мышей. Подавление с помощью ингибитора сульфотрансферазы пентахлорфенола сульфатирования 4-аминоазобензола, другого канцерогенного для мышей азокрасителя, приводило, по литературным данным, к снижению его как мутагенной, так и канцерогенной активности. Мы подтвердили это наблюдение. Однако при использовании с орто-аминоазотолуолом пентахлорфенол так же, как в случае с 4-аминоазобензолом, подавлял его мутагенное действие, но значительно усиливал канцерогенное. Следовательно, канцерогенное действие на печень оказывает неме-таболизированный орто-аминоазотолуол или его несульфатированные немутагенные метаболиты. О негенотоксическом механизме действия канцерогенов говорят и наши результаты параллельных опытов с орто-аминоазотолуолом и 3,4-бензпиреном, которые, одинаково активируясь ферментами печени мышей в мутагенном отношении, вызывают опухоли в разных тканях: первый – гепатоцеллюлярные в печени, а второй – лимфоидные в селезенке. Таким образом, принятые представления о генотоксическом механизме действия канцерогенов требуют пересмотра.

В наших предыдущих работах был разработан режим элиминации первичного асцита на модели мышиной опухоли Кребс-2. В основе режима лежат многократные инъекции препаратов двуцепочечной ДНК, приходящиеся как на фазу NER, так и на фазу гомологической рекомбинации процесса репарации межцепочечных сшивок после обработки животных циклофосфаном. Развивающийся вторичный асцит у обработанных таким образом животных свидетельствовал о том, что при такой обработке стволовые инициирующие раковые клетки не полностью элиминируются и впоследствии дают рецидив заболевания. Характерный симптомокомплекс системной воспалительной реакции предполагал токсическое воздействие многократных инъекций препарата ДНК. На основании этих фактов был разработан технологически простой режим синергичного действия цитостатика циклофосфана и препарата двуцепочечной ДНК, позволяющий полностью элиминировать первичный развитый асцит опухоли Кребс-2, со снижением уровня токсического воздействия на экспериментальных животных. В отличие от обсуждавшегося ранее режима, в настоящей разработке многократные инъекции препаратов двуцепочечной ДНК сведены к одной инъекции в точку демаркации фаз репарации NER и гомологической рекомбинации в каждом репаративном цикле. В результате такой обработки также удалось достичь 8-суточной ремиссии асцита Кребс-2 у всех животных в группе, что было показано при режиме многократных инъекций препаратов двуцепочечной ДНК. Средняя продолжительность жизни экспериментальных животных при однократных инъекциях увеличилась, что свидетельствует об уменьшении токсического воздействия терапии на животных.

Совокупность всех данных, полученных в работах настоящего цикла исследований, определила основную логику создания нового сложнокомпозиционного препарата на основе двуцепочечной ДНК, применение которого в рамках нового терапевтического режима привело к полному вылечиванию мышей от асцита Кребс-2. Рассматривается предполагаемый механизм разрушения туморогенного начала опухоли Кребс-2, который заключается в элиминации из опухоли TAMRA+ стволовых инициирующих раковых клеток (СИРК). Проведен анализ изменения количества СИРК Кребс-2 в нативном асците и асците после обработки цитостатиком циклофосфаном (ЦФ). В нативном асците количество СИРК осциллирует на определенном уровне. После обработки циклофосфаном их количество относительно оставшихся после масштабного апоптоза коммитированных раковых клеток увеличивается по сравнению с исходным, что предполагает пониженную чувствительность СИРК к действию циклофосфана. Тем не менее произошедшая в результате проведенных обработок синхронизация СИРК в чувствительной фазе клеточного цикла делает их доступными для действия терапевтических агентов. Охарактеризован режим синергичного воздействия циклофосфана и препарата ДНК на развивающуюся асцитную опухоль Кребс-2, приводящего к полному вылечиванию 50 % экспериментальных животных. Этот режим включает трехкратные инъекции цитостатика циклофосфана в конечные точки каждого из трех последовательных репаративных циклов, дополненные инъекциями препарата двуцепочечной ДНК через 18 ч после каждой инъекции циклофосфана, и финальную обработку цитостатиком и препаратом ДНК в момент синхронизации клеток асцита в чувствительной фазе клеточного цикла после первичных обработок. Первые три инъекции «ЦФ + ДНК» необходимы для ареста всех асцитных клеток Кребс-2 в поздней S-G2-M-фазе и их синхронного выхода в G1-S-фазе следующего клеточного цикла. Момент такого синхронного выхода определен как принципиальная временная  точка финальной обработки препаратами, приводящей к эрадикации туморогенного начала рака Кребс-2. Дополнительно оцениваются некоторые биохимические, клеточные и патоморфологические параметры состояния экспериментальных животных в различных фазах лечения.