Завідувач лабораторією:
Ковальчук Наталія Степанівна, с.н.с.

Співробітники лабораторії:

Бех Наталія Степанівна – старший науковий співробітник
Бордусь Олена Юріївна – молодший науковий співробітник
Бордусь Олексій Олексійович - молодший науковий співробітник
Гумерова Наіля Рашитівна – головний фахівець
Грищенко Оксана Вікторівна – фахівець
Гументик Володимир Михайлович – фахівець

 Основні завдання лабораторії:

1. Розробка методів індукції і стабілізації тетраплоїдних багатонасінних запилювачів з використанням цитологічних і цитофометричних методів.
2. Створення нових плазмотипів на фоні стерильних цитоплазм дикої форми буряків Веtа mаrіtіmа L та дикого виду Веtа patulа L.
3. Експериментальне моделювання гіногенезу за генетичними селективними маркерами для одержання серії алоплазматичних ліній цукрових буряків.
4. Вивчення основних генетичних особливостей апозиготичного способу репродукції насіння з використанням методів ембріології, і встановлення зв’язку міксоплоїдії з репродуктивними ознаками.

 Методи дослідження:
1. Цитологічний метод визначення плоїдності в умовах іn vitrо і in vivо.
2. Цитофотометричний метод контролювання плоїдності з використанням аналізатора плоїдності «Раrtес».

Рис.1 Тетраплоїдний рівень геному цукрових буряків визначено на АП “Partec”. Середнє значення інтенсивності флуоресценсії відповідає кількісним класам 107, 9 одиниць при коефіцієнті варіювання (СV=3,89% і 4,11%) [14]

Рис.2 Триплоїдний стан геному визначений на листках вегетуючих рослин. Росподіл геномної ДНК відповідає кількісним класам 150,13 од. і 298,50 од. при СV=7,16% і 8,12% [14] .

3. Метод формування синтетичних популяцій тетраплоїдним багатонасінних запилювачів на цитогенетичній основі. 

Рис.1 Зображення пилкових зерен тетраплоїдів цукрових буряків 1а-типу

Рис.2  Метафаза 1- мейозу у цукрових буряків і формування хромосомних асоціацій, бівалентів, тривалентів, тетравалентів, унівалентів
 

4. Метод мікроклонального розмноження в умовах іn vitrо.

5. Метод індукції і спонтанної поліплоїдізації гаплоїдів і дигаплоїдів в умовах іn vitrо.
6. Метод одержання заміщених ліній при міжвидовій гібридизації на фоні стерильних цитоплазм диких видів роду Веtа L.:

Рис.2 Нові плазмотипи цукрових буряків на основі стерильних цитоплазм від дикої форми буряків Beta maritimа (Туреччина , Греція)
а)F1S (Туреч.) в умовах in vitrо; б) клони F1S (Грец.); в)насінники В2СS (Грец.) r-r-; г) коренеплоди В2СS (Грец.) r-r-b-b-
 

д) насінники В2СS (Турція) r-r-b-b-; е) коренеплоди В2СS (Туреччина) r-r-b-b-; ж) насінники В3СS (Туреччина) r-r-mmxxzz; з) коренеплоди В4СS (Туреччина) з цукристістю18-19%
 

6. Метод експериментального моделювання гіногенезу з використанням генетичних селективних маркерів для одержання алоплазматичних ліній цукрових буряків.

Зображення процесу гіногенезу і калюсогенезу для одержання дигаплоїдів цукрових буряків диференційованих за маркерним забарвленням R+r-, однорічним і дворічним циклом розвитку B+b- в умовах in vitro.

а) F 1S (Туреччина) R+ r--B+b- ; б) F 1S (Греція) R+ r--B+b- і дигаплоїд r-- b-; в) морфогенний калюс F 1S (Греція); г) морфогенний калюс F 1S (Туреччина); 

д) індукція гаплоїдів із насіннєбруньок ; є) регенерація гаплоїдних клонів; ж) дигаплоїдні лінії R+ R+ B+ B+ та r- r- b- b- на фоні S Греція; з) дигаплоїдні лінії R+ R+ B+ B+ та r- r- b- b- на фоні S Туреччина;

8. Метод визначення ембріонального розвитку насіння цукрових буряків.

Завершені наукові розробки авторського колективу:

• 12.01.01.06 - 018. Вивчити особливості та розробити методи формування популяцій тетраплоїдних багатонасінних запилювачів, компонентів триплоїдних ЧС гібридів цукрових буряків. 0105V007136.
• 12.01.01-045 Створити нові плазмотипи для гібридної селекції цукрових буряків з використанням генетичного потенціалу цитоплазм диких видів роду Beta L. 0105U00713 Р.К №0105U007131, О.К №0210U005398
• «Сільськогосподарська біотехнологія 2001-2005 рр.» за 2001-2005 рр. Інституту цукрових буряків УААН згідно державного контракту № 175(8). 1.1.5.2 (02.02.04) Створення стійкого до ризоманії вихідного матеріалу для селекції цукрових буряків з використанням ДНК-технології.
• «Аналіз мінливості рівня плоїдності геному вихідних селекційних матеріалів цукрових буряків з використанням технології аналізатора плоїдності «РАrtес».
• 23.00.04.04.Ф Дослідити основи системи розмноження різних видів міскантусу та визначити  цитогенетичні чинники мінливості їх геномного статусу для одержання нових високопродуктивних клонів садивного матеріалу.
• 27.00.01.03.Ф Розробити генетичні моделі індукції природної стійкості диких форм буряків Beta patelliaris та Beta maritime до гербіциду суцільної дії «імідазоліну» методом ембріокультури.
• 27.00.01.05.Ф Створити генетичні моделі для індукції гомозиготних ліній цукрових буряків в умовах in vivo та in vitro за використанням апозиготії та ЦЧС.
• 27.00.01.04.Ф «Встановити основи саморепродукції насіння апозиготичних, одноросткових, пилкостерильних ліній цукрових буряків, як вихідного матеріалу для нових селекційних програм з ЦЧС»

Державні патенти авторського колективу:

• «Спосіб формування синтетичних популяцій тетраплоїдним цукрових буряків на цитогенетичній основі» МПК АОІ Н 4/00.
• «Спосіб індукції і спонтанної поліплоїдізації ембріокультури буряків» А01Н4/100, 2013р.
• «Спосіб моделювання гіногенезу для створення алоплазматичних ліній цукрових буряків з цитоплазматичною чоловічою стерильністю від дикої форми буряків Beta vulgaris ssp maritima L.». Подана заявка на винахід у 2013р.
• Ковальчук Н. С., Роїк М. В., Недяк Т. М. Державний патент – Спосіб визначення структури каріотипу садивного матеріалу видів роду Miscanthus при вегетативному розмноженні підземними кореневищами та ризомами. – №u201805791 Дата публікації 25.02.2019, Бюл. №4.
• Спосіб індукції і стабілізації рівня плоїдності геному нових тетраплоїдних форм Miscanthus sinensis (міскантуса китайського) і Miscanthus sachariflorus (міскантуса цукроквіткового) в умовах in vitro  для селекції триплоїдних клонів патент № 132409 МПК А01Н 4/00 від 25.02.2019
• Ковальчук Н.С. Пат. № 104295 Україна. Спосіб одержання гаплоїдних і дигаплоїдних ліній цукрових буряків на основі апозиготії та цитоплазматичної чоловічої стерильності / Роїк М. В., Яцева О. А., Недяк Т. М., Потапович О. А., Качаловська С.О. заявл. 24.06.2015 № u2015 062234, опубл. 25.01.2016, Бюл. №2, заяв. і патентовл. Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків.
• Державний патент №102476 «Спосіб створення гомозиготних однонасінних пилкостерильних ліній цукрових буряків на основі апозиготичного потомства багатонасінних гібридних рослин з ЦЧС» (Патент 16352/ЗУ/15 Україна, МПК (2016.01) А01Н 4/00)
• Державний патент №114468 МПК А01Н4/00 «Спосіб створення заміщених ліній з ядерним геномом закріплювачів стерильності цукрових буряків (Beta vulgaris N xxrr) і новими стерильними цитоплазмами дикої форми буряків Beta vulgaris ssp martima L.» Бюл. №5  10.03.2017

Державні стандарти України:

• «Методи визначення однорідності та стабільності за ступенем плоїдності». ДСТУ 7002:2009, 2010р.
• «Буряки цукрові поліплоїдні. Методи створення тетраплоїдних багатонасінних запилювачів», 2013р. Київ. Держспоживстандарт України, подано до друку.

Послуги:

• тиражування рослин в культурі in vitro, мікроклональне розмноження рослин для використання  в селекції і виробництві;
• депонування і збереження в культурі in vitro колекції цінних селекційних матеріалів;
• отримання нових поліплоїдних форм сільськогосподарських рослин  в культурі in vitro;
• вкорінення рослин, що важко вкорінюються в умовах відкритого та закритого ґрунту;
• оцінка селекційних матеріалів на резистетність до абіотичних факторів середовища – засолення, посухи, холодостійкості та підвищених температур;
• отримання гомозиготних ліній   методами ембріокультури в умовах штучних живильних середовищ;
• оцінка геномного статусу сільськогосподарських рослин за рівнем плоїдності геному з використанням цитологічних і цитофотометричних методик для попередження геномної несумісності, гібридизації і добору;
• вивчення якості пилкоутворюючої здатності в процесі добору батьківскьких компонентів схрещування і створення нових сортів сільськогосподарських рослин з використанням поліплоїдних форм.

Основні публікації авторського колективу:
1. Роик Н.В., Ковальчук Н.С., Яцева О.А. Апомиксис у сахарной свеклы. Апоміксис у цукрових буряків // Вісник аграрної науки. 2010. С. 37-39.
2 Роик Н.В., Ковальчук Н.С., Яцева О.А, Малецкий С.И. Окраска корнеплодов в апозиготических потомствах сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Сахарная свекла. 2012. в печати.
3. Роїк М.В., Ковальчук Н.С. Проблема ідентифікації рівня геному трансгенних триплоїдних гібридів цукрових буряків // Генетично модифіковані рослини: перспективи та проблеми. –К.: УААН. -2003. –С.120-126.
4. Роїк М.В., Ковальчук Н.С., Власюк В.І., Федорощак Л.Г. Деклараційний патент. Спосіб формування синтетичних тетраплоїдних популяцій у цукрових буряків на цитогенетичній основ.// Україна (19) (UA) № 3835, (51) 7 А01Н4/00, 15.12.2004. Бюл.№12.
4. Ковальчук Н.С., Власюк В.І., Вареник К.О., Смірних Л.М., Синельник В.М.. Методи створення тетраплоїдних багатонасінних запилювачів цукрових буряків в природно-кліматичних умовах веселоподільської дослідно-селекційної станції//Збірник наукових праць. К.,УААН, 2005, випуск №8, С.153-161.
5. Роїк М.В., Ковальчук Н.С., Федорощак Л.Г., Хіміч Н.В., Гарматюк Н.В., Нові методи диференціації і добору тетраплоїдних багатонасінних запилювачів //Вісник аграрної науки.-2007, №3, С.55-59.
6. Н.С. Ковальчук. Процесс восстановления фертильности пыльцы у сахарной свеклы с ЦМС // Вісник аграрної науки, №4 2000, с 39-42.
7. Н.С. Ковальчук. Генетический анализ ядерного контроля ЦМС у сахарной свеклы // Вісник аграрної науки. №9, 2000, с. 30-33.
8. Н.В. Роик , Н.С. Ковальчук. Поиск новых типов стерильных цитоплазм в гетерозисной селекции // Сахарная свекла. 1998. №2. С. 7-9.
9. Н.В. Роик, Н.С. Ковальчук, О.А. Потапович. Новые стерильные цитоплазмы от дикой свеклы Beta vulgaris ssp maritime L.происхождения из Греции и Турции //Сахарная свекла. 2013. №4. С.31-35.
10. Н.В. Роик, Н.С. Ковальчук, О.А.Яцева, С.И. Малецкий. Окраска корнеплодов в апозиготических потомствах сахарной свеклы// Сахарная свекла. 2013. №4. С.10-13.
Наукові завдання згідно НТП «Цукрові буряки»:
1. 13.00.01.12Ф Розробити і освоїти методи створення нових вихідних матеріалів з апоміктичним способом репродукції насіння для селекційних програм з використанням ЦЧС в гібридній селекції цукрових буряків. РК0111U002158
2. 13.00.01.13Ф Дослідити вплив цитоплазм диких видів роду Beta L. на експресію ядерних генів буряків цукрових. РК0111U002159
3. 13.00.01.14Ф Розробити методи експериментального моделювання гіногенезу in vitro за генетичними селективними маркерами для створення гомозиготних рекомбінантних та алоплазматичних ліній цукрових буряків. РК0111U002160.