М.Т. Упадышев

ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии

НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ФИТОВИРУСОЛОГИИ ВО ВСТИСП (МОСКВА)

Вирусологическими исследованиями на Московской плодово-ягодной опытной станции начали заниматься практически сразу после её организации – в 30-е годы XX века. В условиях Подмосковья О.Б. Натальиной как вредоносные заболевания вирусной природы обнаружены в 1934-1936 гг. махровость черной смородины, в 1956-1959 гг. – окаймление жилок крыжовника. Однако в этот период вследствие отсутствия инструментальных методов диагностики вирусы изучались преимущественно по наличию визуальных симптомов.

Лаборатория вирусологии была создана в НИЗИСНП (ныне ВСТИСП) в 1962 году и традиционно по настоящее время является ведущей профильной лабораторией в РФ по проблемам вирусологии плодовых, ягодных и декоративных культур и их оздоровлению.

В 1960 – 1978 гг. коллективом ученых (доктор наук Ю.И. Помазков, кандидаты наук М.А. Келдыш, А.П. Мишина, Е.И. Ярославцев, А.А. Кузнецова, И.Л. Зленко, научные сотрудники И.С. Литвиненко и В.М. Полозов) в результате обследований насаждений плодовых и ягодных культур определены видовой состав и распространенность наиболее вредоносных вирусных и фитоплазменных болезней в коллекциях НИУ, ботанических садов и хозяйствах СССР. Одновременно разрабатывались меры борьбы с израстанием малины, реверсией черной смородины, мозаикой яблони и другими болезнями, изучались видовой состав и биология важнейших векторов вирусов, был апробирован метод электронной микроскопии для диагностики вирусов плодовых культур, получены первые антисыворотки к ряду вирусов. За этот период оздоровлено более 100 сортов земляники, малины, плодовых культур, посадочный материал которых был передан в различные хозяйства страны.

С 1979 по 1985 гг. под руководством зав. лабораторией кандидата биологических наук А.П. Походенко сотрудниками И.С. Литвиненко, О.А. Леонтьевым–Орловым, М.П. Лапинской, Н.П. Веретенниковой, А.Р. Хмельницкой была создана база для производства безвирусного суперсуперэлитного (в настоящее время – базисного) посадочного материала, получены первые безвирусные клоны плодовых и ягодных культур, заложены безвирусные маточники, начато снабжение других научных учреждений и базовых плодопитомников оздоровленным посадочным и черенковым материалом. Освоена работа на электронном микроскопе, получены электронные микрофотографии вируса шарки сливы.

С 1991 по 2004 гг. лабораторию возглавлял кандидат сельскохозяйственных наук Ю.Н. Приходько. Им в 1991-1995 гг. изучены вирусные болезни на растениях крыжовника и малины, выделены чувствительные индикаторные клоны для диагностики вирусов на этих культурах, отработана методика ИФА, подобраны режимы суховоздушной термотерапии и культуры меристем для получения оздоровленных клонов, что позволило повысить эффективность оздоровления до 75-100 %. Получены базисные клоны около 20 сортов крыжовника и 15 сортов малины.

В эти годы сотрудниками лаборатории кандидатом биологических наук К.В. Метлицкой, кандидатами сельскохозяйственных наук М.Т. Упадышевым, М.П. Лапинской, О.Ю. Сурковой, Л.В. Цубера, А.Д. Петровой, аспирантами Д.В. Кандыбой, Д.В. Рединым, Д.Д. Бриндаровым, Н.Н. Мельниковой обследованы насаждения плодовых, ягодных, нетрадиционных и декоративных культур в 15 областях европейской части России на наличие вирусных и фитоплазменных заболеваний. Проведен широкомасштабный серомониторинг 12 важнейших вирусов, заражающих эти культуры: методом иммуноферментного анализа протестировано около 50 тыс. растительных образцов. Обследования и анализ позволили уточнить видовой состав вирусов садовых культур, изучить их распространенность и экономическое значение. Усовершенствована методика ИФА для выявления латентных вирусов семечковых культур, комплекса сокопереносимых вирусов малины, косточковых и нетрадиционных садовых культур. Изучена транслокация этих вирусов в растениях, сезонная динамика их размножения, отработана методика отбора образцов для анализа. Впервые в России разработана методика выявления вирусов хлороза жилок малины и крапчатости земляники методом электрофореза, сокращающим сроки диагностики до 2-3 дней. Отработан метод иммуноспецифической полимеразной цепной реакции для диагностики вирусов шарки сливы, бороздчатости и ямчатости древесины яблони.

К.В. Метлицкой создан банк безвирусных клонов 30 зарубежных и отечественных сортов земляники и выращено около 50 тыс. шт. рассады высшей категории для закладки маточников во ВСТИСП и РФ.

В период с 2004 по 2007 гг. обязанности зав. лабораторией вирусологии исполнял М.Т. Упадышев. Вирусологические исследования М.Т. Упадышевым начаты в 1992 году. Им были изучены вирусные болезни груши и нетрадиционных садовых культур (рябина десертная, ежевика, малина черная, жимолость) и получены их оздоровленные клоны. Установлены особенности видового состава и закономерности распространения вирусов в насаждениях ряда плодовых и ягодных культур; предложена концепция оздоровления растений с учетом тесного взаимодействия закономерного и случайного характера процесса оздоровления; разработана концепция магнитотерапии как нового метода оздоровления растений от вирусов; показана роль фенольных соединений и экологически безопасных препаратов нового поколения в системе диагностики, оздоровления от вирусов и ускоренного размножения здоровых растений; разработаны научно обоснованные способы ускоренного размножения плодовых и ягодных культур в системе производства здорового посадочного материала на основе концепции чередования питательных сред и многовариантного подхода к оптимизации состава среды. В 2008 г. М.Т. Упадышевым написана монография «Роль фенольных соединений в процессах жизнедеятельности садовых растений», в 2011 г. защищена докторская диссертация «Вирусные болезни и современные способы оздоровления плодовых и ягодных культур».

За 15 лет исследований (1991 – 2005 гг.) Ю.Н. Приходько, М.Т. Упадышевым, О.Ю. Сурковой, Л.В. Цубера, Д.В. Рединым, А.Д. Петровой, Н.Н. Мельниковой изучено действие 12 антивирусных препаратов различного спектра действия в процессе хемотерапии in vitro для оздоровления от 11 различных вирусов. Доказана эффективность природных и синтетических ингибиторов (аналоги нуклеиновых оснований, рибонуклеаза, интерферон, органические кислоты, фенольные соединения) против важнейших вирусов на смородине, крыжовнике, малине, ежевике, вишне, сливе, яблоне, груше в сочетании с культурой меристематических апексов in vitro.

Итогом выполненных исследований явилось издание в 2009 году монографии «Хемотерапия вирусов плодовых и ягодных культур in vitro», в которой данный метод рассматривается как высокоэффективный способ оздоровления растений от вирусной инфекции.

В 2006 году была укомплектована лаборатория ПЦР-анализа и под руководством М.Т. Упадышева начата работа по отработке метода полимеразной цепной реакции для выявления вирусов плодовых культур и ягодных культур. Совместно с аспирантом П.А. Походенко усовершенствованы методы ОТ-ПЦР и ОТ-ПЦР в реальном времени для диагностики вируса шарки сливы на косточковых культурах. В исследованиях, проведенных вместе с аспирантом И.И. Сауниной, отработан этап экстракции растительных образцов, что позволило успешно диагностировать методом ОТ-ПЦР вирусы бороздчатости древесины яблони, ямчатости древесины яблони и хлоротической пятнистости листьев яблони на груше и яблоне.

С 2007 г. лабораторию вирусологии возглавляет кандидат сельскохозяйственных наук Н.Н. Мельникова, под руководством которой в настоящее время проводится серомониторинг насаждений на наличие 15 основных вирусов плодовых, ягодных и декоративных культур в разных областях Европейской части России с тестированием от 3 до 6 тысяч образцов ежегодно; разрабатываются современные методы диагностики вирусов, включая полимеразную цепную реакцию; совершенствуются технологии получения безвирусных клонов с применением биотехнологических методов. Ею совместно с О.Ю. Сурковой и М.Т. Упадышевым получены положительные результаты по диагностике методом ОТ-ПЦР вируса реверсии на черной и красной смородине.

Наряду с научными исследованиями в последние десятилетия значительно увеличен объем производства безвирусных клонов и исходного посадочного материала. К 2010 году получены безвирусные клоны более 200 сортообразцов плодовых и ягодных культур.

Перечень основных разработок лаборатории за последние годы:

- технология диагностики вирусов семечковых и косточковых культур методами ИФА и ПЦР (2008);

- технология оздоровления садовых культур от вирусов с применением метода хемотерапии и магнитотерапии in vitro (2009);

- технология оздоровления садовых культур от вирусов с применением метода хемотерапии in vitro (2009);

- технология получения сертифицированного посадочного материала плодовых и ягодных культур (2009);

- технология диагностики латентных вирусов на яблоне (2010).

Научно-исследовательская работа в лаборатории вирусологии в настоящее время проводится по двум основным направлениям:

- разработка системы диагностики вирусных и фитоплазменных болезней ягодных, плодовых и декоративных культур с применением индикаторных, серологических и молекулярных методов;

- разработка системы оздоровления посадочного материала плодовых, ягодных и декоративных культур с использованием методов культуры тканей, термо-, хемо- и магнитотерапии с целью повышения выхода оздоровленного посадочного материала.