Плодоводство и виноградарство Юга России, 2016, №40 (04)
Покупка
Основная коллекция
Наименование: Плодоводство и виноградарство Юга России
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 163
Дополнительно
Вид издания:
Журнал
Артикул: 645341.0001.01
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 1 УДК 634.8 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ВИНОГРАДА Новикова Любовь Юрьевна канд. техн. наук руководитель группы агрометеорологии Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова», Санкт-Петербург, Россия Наумова Людмила Георгиевна канд. с.-х. наук ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и ампелографии e-mail: LGnaumova@yandex.ru Рябчун Ирина Олеговна канд. с.-х. наук заместитель директора по научной работе Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия имени Я.И. Потапенко», Новочеркасск, Россия Устойчивость развития экономики страны требует реализации мер государственного регулирования для преодоления сокращения национальных генетических ресурсов животных и растений. В национальной стратегии сохранения биоразнообразия России важная роль отводится созданию информационной системы по генетическим ресурсам. Коллекции Vitis находятся в мире на 23 месте. Крупнейшими держателями коллекций винограда являются институты Франции и Германии. В мире ведется большая работа по созданию национальных и глобальных информационных банков генетических UDС 634.8 INFORMATION SYSTEMS OF GRAPES GENETIC RESOURCES Novikova Liubov Cand. Tech. Sci. Head of Group of Agric meteorology Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Research Center the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources" St. Petersburg, Russia Naumova Lyudmila Cand. Agr. Sci. leading Research Associate of Laboratory of Breeding and Ampelography e-mail: LGnaumova@yandex.ru Ryabchun Irina Cand. Agr. Sci. Deputy Director for Scientific work Federal State Budget Scientific Institution "All-Russian Research Institute of Viticulture and Winemaking named after Ya.I. Potapenko", Novocherkassk, Russia Stability of development of national economy demands the implementation of state regulation measures for overcoming of reduction of national genetic resources of animals and plants. In a national strategy of preservation of Russia biodiversity the important part is assigned to creation of information system on genetic resources. The Vitis collections are in the world on the 23rd place. The largest holders of grapes collections are the institutes of France and Germany. In the world a lot of work on creation of national and global information banks of plants genetic resources is carried out.
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 2 ресурсов растений. С 2008 года осуществляется проект Genesys – всемирный информационный центр генетических ресурсов сельскохозяйственных растений. Он объединяет следующие информационные ресурсы: SINGER, EURISCO, GRIN. Международными организациями и правительственными организациями США разрабатывается международный банк данных генетических ресурсов растений GRIN-Global. Создана международная библиографическая база данных винограда VITIS-VEA. На базе Федерального научного центра культурных растений JKI (Германия) в 2007 году создана Европейская база данных винограда (The European Vitis Database). Во Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова для управления коллекцией с 1970-х гг. разрабатывается, пополняется и модифицируется база данных генетических ресурсов растений. Эта база содержит информацию о 202725 образцах основного каталога. Приоритет в создании банка данных по винограду в странах СНГ принадлежит Институту винограда и вина «Магарач». База данных генофонда Российской ампелографической коллекции (г. Анапа) содержит информацию по 50 показателям. Во ВНИИВиВ Новочеркасск) ведется работа по созданию базы данных ампелографической коллекции института. Разработана методология создания электронной базы данных генетических ресурсов винограда. Ключевые слова: ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ, БАЗЫ ДАННЫХ, ВИНОГРАД, СОРТ Since 2008 the Genesys project – the world information center of genetic resources of agricultural plants is carried out. It unites the following information resources: SINGER, EURISCO and GRIN. The international organizations and the government organizations of the USA develop the international databank of plants genetic resources of GRIN-Global. The international bibliographic database of VITIS-VEA grapes is created. On the basis of Federal scientific center of cultural plants of JKI (Germany) in 2007 the European database of grapes (The European Vitis Database) is created. At the N. I. Vavilov All-Russian Institute of genetic resources of plants for management of a collection from 1970th the database of genetic resources of plants is developed, replenished and modified. This base contains the information on 202725 samples of the main catalog. The priority in creation of a databank on grapes in the CIS countries belongs to Institute of grapes and wine "Magarach". The database of a gene pool of the Russian ampelographic collection (Anapa) contains the information on 50 indicators. In the All-Russian Scientific Research Institute of Vine growing and Winemaking (Novocherkassk) the work on creation of database of an ampelographic collection of Institute is carried out. The methodology of creation of the electronic database of grapes genetic resources is developed. Key words: INFORMATION SYSTEMS, GENETIC RESOURCES, DATABASES, GRAPES, VARIETY Введение. «Устойчивость развития экономики страны требует реали зации мер государственного регулирования для преодоления сокращения национальных генетических ресурсов животных и растений» – говорится в п. 10 Доктрины продовольственной безопасности РФ [1]. Генетические ре
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 3 сурсы растений для производства продовольствия и ведения сельского хо зяйства составляют биологическую основу для сельскохозяйственного производства и всемирной продовольственной безопасности. В междуна родном договоре «О растительных генетических ресурсах для производ ства продовольствия и ведения сельского хозяйства» от 03. 11. 2001г. от мечается, что «растительные генетические ресурсы являются предметом заботы всех стран, поскольку во всех странах производство продоволь ствия и ведение сельского хозяйства весьма значительно зависят от расти тельных генетических ресурсов, происходящих из-за их пределов» [2]. Необходимость сохранения и рационального использования всего многообразия мировых генетических ресурсов в условиях глобального по тепления и изменения климата, сокращения земельных угодий и водных ресурсов, деградации окружающей среды стала, как никогда ранее, насущ ной и угрожает продовольственной безопасности и экономическому разви тию живущих и будущих поколений (Второй глобальный план действий по генетическим ресурсам растений для производства продовольствия и веде ния сельского хозяйства, принят советом ФАО 29.11.2011 г. в Риме) [3]. Обсуждение. Генные банки. История селекции показывает, что ряд крупных успехов был связан с широким привлечением исходного материала. Меняющиеся экономические требования придают широкому привлечению исходного материала первостепенное значение, как отмечал еще Н.И. Вавилов [4], впервые привлекший внимание мирового сообщества к проблеме генетического разнообразия культурных растений [5]. Для сохранения генетических ресурсов культурных растений и их диких сородичей (ГРР) создаются генные банки, в которых сосредоточено все разнообразие генов культурных растений и их дикорастущих сородичей. Существует несколько международных стандартных методов хранения как всего биоразнообразия, так и агро-биоразнообразия: in situ
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 4 (на «месте», в природе), ex situ (вне «места» или природы), on farm (на ферме, в поле), in vitro (в пробирке), крио сохранение (при температуре жидкого азота). В табл. 1 перечислены 10 культур, наиболее широко представленных в мировых генных банках [6]. Таблица 1 – Культур, представленные наибольшим количеством образцов в ex situ коллекциях Культура Количество образцов Пшеница 856168 Рис 773948 Ячмень 466531 Кукуруза 327932 Фасоль (бобы) 261963 Сорго 235688 Соя 229944 Овес 130653 Арахис 128435 Хлопок 104780 Коллекции Vitis насчитывают в мире в общей сложности около 60 тыс. образцов и находятся на 23 месте. Крупнейшими держателями кол лекций винограда являются институты Франции и Германии. Крупнейшим генетическим банком в России и одним из крупнейших в мире является ВИР им. Н.И. Вавилова. «В 1991 г. генофонд винограда во ВНИИР им. Н.И. Вавилова по пяти опытным станциям составлял около 2900 сортов и форм. Однако вследствие распада СССР (1991) из системы ВИР вышли Среднеазиатский филиал и Туркменская опытная станция, что привело к его сокращению до 600 образцов. Для восстановления генофонда винограда в прежнем объеме по ини циативе ВНИИР им. Н.И. Вавилова, при активном руководстве Г.В. Ере мина и В.А. Драгавцева, с 1995 г. началась его широкомасштабная моби лизация в Краснодарский край. К 2002 г. было привлечено 3150 образцов. В настоящее время генофонд винограда находится на Анапской ЗОСВиВ (90 %), Крымской ОСС и в учхозе Кубань КубГАУ» [7]. На настоящий момент коллекция ВИР им. Н.И. Вавилова насчитывает более 300000 об разцов культурных растений и их диких сородичей.
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 5 В национальной стратегии сохранения биоразнообразия России важ ная роль отводится созданию информационной системы по генетическим ресурсам. В статье 17 Международного договора о растительных генетиче ских ресурсах для производства продовольствия и ведения сельского хо зяйства декларируется создание глобальной информационной системы – Global Information System on PGRFA. Глобальная информационная система основана на существующих информационных системах по научным, техническим и экологическим во просам, связанным с генетическими ресурсами растений. Эта система яв ляется динамичной, она наращивает свой потенциал за счет международ ных, региональных и национальных баз и банков данных генетических ре сурсов растений. В современном мире деятельность по генетическим ре сурсам растений невозможна без наличия компьютерных баз данных. Осо бенно важно иметь согласованную базу данных для координации на реги ональном и глобальном уровнях [5]. С 2008 года осуществляется проект Genesys – всемирный информа ционный центр генетических ресурсов сельскохозяйственных растений. Целью проекта является создание эффективной и действенной глобальной системы сохранения и использования генетических ресурсов растений для производства продовольствия, и ведения сельского хозяйства. На портале Genesys (https://www.genesys-pgr.org) представлена информация о генети ческих ресурсах 252 стран, 446 научных организаций – всего описано око ло 2,8 млн. растений, в том числе 42083 образцов рода Vitis. Он объединя ет следующие информационные ресурсы: SINGER – международная ин формационная сеть глобального сельскохозяйственного научного партнер ства (CGIAR); EURISCO – веб-каталог, который содержит информацию о ex-situ коллекциях растений, хранящихся в Европе (http://eurisco.ecpgr.org), GRIN – веб ресурс министерства сельского хозяйства США в области ге нетических ресурсов.
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 6 Международными организациями и правительственными организа циями США на основе Североамериканской системы управления генетическими ресурсами растений разрабатывается международный банк данных генетических ресурсов растений GRIN-Global [8]. Система включает такие современные технологии, как работа с координатами, картами, различными СУБД, легкость импорта-экспорта данных; объединяет различные типы данных: паспортные, оценочные, молекулярные, содержит 1752 поля, 115 таблиц. Она написана открытым кодом, на основе СУБД MS SQL Server и языка C#. В ходе выполнения задачи по разработке Европейской информационной системы генетических ресурсов растений в 2001 году удалось сформировать национальные каталоги генетических ресурсов растений и на их основе создать EURISCO – поисковый каталог европейских коллекций растительного разнообразия [9]. На 31.07.2015 г. в базе содержались сведения о 1131331 образцах сельскохозяйственных растений, в том числе о 28297 – рода Vitis и 21580 – Vitis vinifera (табл. 2). Таблица 2 – Количество образцов рода Vitis в EURISCO Национальный кадастр страны Количество образцов Албания 238 Армения 20 Австрия 570 Азербайджан 610 Болгария 13 Хорватия 126 Чешская Республика 797 Грузия 10 Германия 2418 Греция 567 Италия 3230 Латвия 15 Македония 424 Молдова 119 Черногория 111 Польша 159 Португалия 755 Румыния 1308 Словакия 1406 Испания 4768 Швейцария 7000 Украина 3585 Великобритания 47 ИТОГО 28297
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 7 Ввиду того, что сортимент винограда представлен большим количеством сортов и гибридов, перед научно-исследовательскими учреждениями в области виноградарства стоит задача мобилизовать и сохранить существующий генофонд и систематизировать ампелографические знания. Создание глобальной информационной системы ампелоресурсов, содержащей максимально полную информацию о наличии ценных биологических и хозяйственных признаков у существующих сортов и диких форм винограда является важной задачей для сортоизучения, интродукции и селекционной работы [10]. Создана международная библиографическая база данных винограда VITIS-VEA, которая обеспечивает доступ более чем к 36 тыс. материалов, ссылок, рекомендаций и охватывает весь комплекс тематики по европей скому виноградарству и виноделию. Совместный проект (1977-2002 гг.) по сохранению и использованию генетических ресурсов в области виногра дарства поддерживается 15 европейскими национальными НИИ в области сельского хозяйства (виноградарства) и включает две базы данных с опи санием сортов винограда. Узел сети ZADI обеспечивает свободный доступ к европейским материалам по генетике и селекции европейских сортов культурного винограда, а также многочисленных межвидовых гибридов винограда. База данных организована в соответствии со стандартом науч ного ампелографического описания. Документ WAIS содержит описание и характеристики, в том числе ампелографические, большинства технических и универсальных сортов винограда, применяемых в винодельческой промышленности США. Опи саны как европейские сорта вида Vitis vinifera L., так и некоторые хорошо известные гибриды. На базе Федерального научного центра культурных растений JKI (Германия) в рамках Европейского проекта Genres081 в 2007 году создана Европейская база данных винограда (The European Vitis Database) с бес
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 8 платным доступом в сети Интернет. Эта информационная система посто янно пополняется и расширяется (http://www.dainet.de/ba). В этой базе раз мещены паспортные данные 676 сортообразцов винограда, находящиеся в коллекции ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко. Базы данных ВИР им. Н.И. Вавилова. Формирование коллекции культурных растений в России и СССР непосредственно связано с именем Н.И. Вавилова. С 1921 г. началась планомерная интродукционная работа. В настоящее время ВИР выполняет роль координатора сохранения генети ческих ресурсов культурных растений в России. В 2006 г. ВИР разработал проект Национальной программы по генетическим ресурсам растений и проект Федерального закона «О генетических ресурсах растений и о вне сении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федера ции», внесенный в 2012 г. на рассмотрение в Правительство РФ [11]. С 1970-х гг. в ВИР разрабатывается, пополняется и модифицируется база данных (ГРР ВИР). Важной частью этой работы является создание единых методик по унификации признаков разнообразных культур и со здание универсального дескриптора (перечня необходимых для заполне ния полей базы, их сокращенных названий с точным описанием правил за полнения), совместимого с международными стандартами. Последняя версия дескриптора ВИР была создана на основе де скриптора EURISCO Multi-crop passport descriptor (MCPD) с коррективами, учитывающими особенности баз ВИР, для возможности интеграции в дру гие международные базы. Сформированный в 2012 г. дескриптор содержит 28 полей. На его основе в 2012 г. была создана единая база ГРР ВИР, со держащая информацию о 202725 образцах основного каталога [12]. Суще ственной частью баз данных ГРР во всем мире является использование справочников и словарей полей. База данных ГРР ВИР содержит справоч ники по образу жизни растений, биологическому состоянию, источнику сбора, типу хранения и словари географический, ботанический, экспеди ций, организаций.
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 9 Банк данных ИВиВ «Магарач». Приоритет в создании банка данных по винограду в странах СНГ принадлежит Институту винограда и вина «Магарач». В магарачском банке данных, созданном в операционной си стеме DOS, состоящем из 12 баз данных, информация представлена в дву мерных таблицах, с помощью которых сотрудниками отдела ампелографии и селекции описано 1170 сортов по 8 маркерным признакам, 996 – по 13 фенологическим, 894 – по 77 признакам УПОВ, 276 – по 14 агробиологи ческим, 205 – по 73 ботаническим и 120 сортов-эталонов – по 120 биомор фологическим и хозяйственно-технологическим признакам и свойствам. В нем также содержится перечень 3130 ампелографических образцов на рус ском и французском языках и покустная схема расположения 3798 расте ний. Включенные в банк данных базы данных – это уникальные экспери ментальные данные о генотипах рода Vitis (Tournef.) L., то есть огромного генофонда сортовых, клоновых, дикорастущих и селекционных форм ви нограда, часть которого в 1996-2000 гг. помещена в международный банк данных Международной организации винограда и вина (МОВВ), органи зованный при Федеральном научно-исследовательском учреждении по се лекции культурных растений ФРГ [13]. Со времени создания магарачского банка данных прошло более 15 лет: за это создана принципиально новая система построения банков дан ных – WINDOWS. В мире на основе этой операционной системы появи лось несколько национальных банков данных по винограду: в США, ФРГ, Греции и других странах. В нашем государстве банк данных по винограду отсутствует. Сотрудники КубГАУ поставили перед собой задачу создать такой банк в системе WINDOWS, модернизировав магарачский и попол нив его российской профессиональной информацией. Для этого собрали списки образцов всех российских генофондов (СКЗНИИСиВ, АЗОС, ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко, Крымская и Дальневосточная ОСС ВИР, КубГАУ) и внесли в кафедральный персональный компьютер. После их
Плодоводство и виноградарство Юга России № 40(04), 2016 г. http://journal.kubansad.ru/pdf/16/04/01.pdf. 10 анализа проведена фактическая интродукция оригинальных сортов в об щий всероссийский генофонд, расположенный в трех точках Кубани (ОПХ «Анапа», Крымская ОСС ВИР и Кубанский госагроуниверситет). Кроме российских, интродукционному процессу способствовали зарубежные научно-исследовательские учреждения Украины, Молдовы, Узбекистана, Туркменистана, Беларуси, США, ФРГ, Японии, Канады, Франции, Италии. Таким образом, Российский генофонд насчитывает 3506 генотипов винограда, и при условии его сохранения он будет по объему занимать 4-е место в мире (после Франции, США и Индии), 2-е в Европе и 1-е место в СНГ [13]. База данных Российской ампелографической коллекции. В 2010 году ученые СКЗНИИСиВ завершили работы по созданию базы данных сортов винограда ампелографической коллекции в Краснодарском крае (Анапа). Она содержит информацию об ампелографических признаках, фенологии, агробиологии, происхождении, адаптивности, а также фото графии 479 сортов винограда. База данных работает в двух режимах: спи сок сортов и поиск по базе. Наличие широкого спектра ампелографических характеристик – коронки молодого побега, листа, грозди и ягоды – позво ляет использовать базу данных в качестве определителя сортов винограда, а также при подборе признаков для апробации насаждений. Биологические и хозяйственно-ценные признаки в базе данных пред ставлены за каждый год отдельно и в среднем за период наблюдений, что дает возможность проследить поведение сортов винограда в онтогенезе, сопоставить с погодно-климатическими условиями и сравнить со средне многолетними показателями [14]. База данных ВНИИВиВ. Ведется работа по созданию базы данных ампелографической коллекции института. В процессе разработки и обсуждения модели ампелографической базы данных ВНИИВиВ