Галина Жатова - Academia.edu (original) (raw)
Papers by Галина Жатова
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Jul 21, 2022
Winter wheat is the leading crop in Ukraine and the world and provides the human food needs. The ... more Winter wheat is the leading crop in Ukraine and the world and provides the human food needs. The leading breeding institutions of Ukraine are studying wheat collections, which makes it possible to identify sources and donors of necessary breeding traits and involve them in hybridization. For a systematic and successful hybridization programme a thorough understanding of genetic architecture of plant yield and other important economic characters must be achieved. One of the current areas of breeding work is obtaining the source material with low ability to accumulate heavy metals, in particular cadmium. The accumulation of cadmium in the soil leads to its absorption by the root system of plants and intaking in the vegetative and generative organs. Among the crops that have a high ability to actively accumulate cadmium, winter wheat is one of the first places. The minimization of Cd pollution in wheat grain is urgently needed. In many countries technical solutions for decreasing wheat grain cadmium are elaborated. Іn particular, the methods of сonventional breeding (selection, hybridization, pure lines) are used. One of the possible ways to solve this problem is to create breeding varieties, which are characterized by low ability to accumulate this heavy metal The aim of the study was to establish the breeding value of the collection genotypes of winter wheat of various origins on the base of morphological and productivity traits, isolating and developing on this basis the initial material for breeding. Field experiment was carried out in the research field of Sumy NAU. There were selected 41 varieties representing 7 major breeding centers of wheat in Ukraine. Growth parameters (height) and leaf surface area were analyzed in the wheat varieties. These traits were related to productivity parameters such as 1000 seed weight, grain weight per ear and yield. Based on the collection analysis, wheat samples, which, along with high yields, had a low Cd uptake (less than 1.2 mg/kg. were isolated. This group includes varieties of Okhtyrchanka Juvileina, Svitanok Myronivskyi, Melody Odes'ka, Kubok, Zorepad, Ovidiy, Shchedra Nyva, Oktava Odes'ka and Slaven. These samples are planned to use for further breeding process.
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Feb 24, 2020
Among heavy metals, cadmium (Cd) is highly toxic to plants and it is even considered as one of th... more Among heavy metals, cadmium (Cd) is highly toxic to plants and it is even considered as one of the most toxic elements released into environments at very low concentrations. The development of industry and agriculture have led to the increase of Cd content in soil environment. Cd is released into the soil through application of phosphate fertilizer, animal manures, waste water etc. Cadmium is a non-essential element for plant nutrition but because of its strong toxicity can seriously affects crop growth and development. Due to the high mobility of Cd in soil, the concentration of this element above the critical level can strongly inhibit the growth of plants as well as damage cell structure by interfering with different biochemical and physiological processes. Accumulation of Cd to phytotoxic levels may cause significant growth and yield decrease. If plants are grown in soil contaminated with Cd, they produce products containing this heavy metal, and such plant products are the main source of Cd entering the human body through the trophic chains. Thus, Cd may be an element with high residue, difficult to degrade and easy to accumulate, which may seriously threaten the health of human beings and animals. Cereals such as wheat, rice and maize are the main food crops in the world. Among them, wheat is the source of staple food for more than half of the world's population. Compared with other heavy metals, cadmium is more easily absorbed and accumulated by wheat. This poses a serious threat to human health. Wheat products are the main source of Cd intake by human. Wheat mainly uptakes Cd through the root system, and then it migrates to the above-ground part, and finally accumulates in the wheat grain. Agronomic management practices have been used to reduce Cd uptake and toxicity in wheat. However, these measures could pose some problems, such as large investment, high energy consumption, difficult operation and easy to produce secondary pollution. Low-Cd wheat varieties are the most effective and economic way to reduce the risk of cadmium to human health associated with food consumption. In the traditional breeding process, the selection of Cd-tolerant wheat samples is carried out on the basis of morphological, physiological or biochemical characteristics associated with Cd stress. It is of great significance to study the molecular mechanism of Cd absorption, transport of wheat and the creation of wheat varieties with low Cd accumulation for ensuring food security and food safety. Using molecular breeding technology and their successful integration with traditional breeding methods to select crop varieties with low accumulation of Cd will have a potential impact on the development of low Cd wheat germplasm and important practical significance for ensuring safe agricultural production of Cd contaminated soil. The objective of the present review is to discuss the Cd impact on wheat growth and development, Cd toxicity and tolerance mechanisms and some possible breeding strategies to alleviate Cd toxicity in wheat. The paper reviewed the effects of cadmium on the growth and development of wheat, the absorption, transport and distribution of cadmium in wheat, the tolerance mechanism and the molecular biological level of cadmium in wheat plant. To provide strategies and possible schemes for breeding wheat varieties with low cadmium accumulation
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Nov 30, 2020
Cadmium is a non-essential trace element which is highly toxic to plants. Because of its high mob... more Cadmium is a non-essential trace element which is highly toxic to plants. Because of its high mobility and toxicity, it has become a hot topic to study the molecular mechanism of cadmium uptake and transport by plants and to cultivate new crop varieties resistant to cadmium and low cadmium accumulation. Cd enters into the plant body, it will be absorbed by the root system and gradually transported to the above-ground part. Plants reduce toxic effects by absorbing and transporting heavy metals in different chemical forms and storing them in different organs and tissues. Under cadmium stress, plants produce a variety of physiological and biochemical mechanisms that limit cadmium absorption and transfer to reduce cadmium damage. Cadmium stress induces the expression level of metallothionine gene in gramineous crops (wheat and rice), which has a positive effect on improving plant resistance to cadmium and alleviating cadmium toxicity. It is not clear how the gene causes tolerance to heavy metals. Therefore, this experiment cloned the gene and analyzed the biological information to find the mechanism of cadmium resistance. The full length of TaSFT2 gene was cloned by RT-PCR. The sequence analysis showed that the ORF gene was 684bp, encoding 228 amino acids, with a molecular weight of 58.542kD and an isoelectric point of 9.16. The results of evolutionary tree analysis showed that wheat TaSFT2 was closely related to maize ZmGot1/Sft2 gene and rice OsGot1/Sft2 protein. The basic information of TaSFT2 gene can be obtained by chromosome location analysis, intron/exon analysis, ORF analysis and expression profile analysis, etc. By analyzing the basic properties of TaSFT2 protein, hydrophobicity analysis, transmembrane region prediction, signal peptide prediction and similarity prediction, the properties of gene-encoded protein can be preliminarily determined and predicted. In particular, hydrophobicity analysis and transmembrane region prediction can be used to predict whether the gene is membrane protein, which has important reference significance for determining the direction of experimental research.
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Oct 26, 2020
Глобальні тенденції зміни кліматичних умов протягом останніх десятиліть привертають увагу науково... more Глобальні тенденції зміни кліматичних умов протягом останніх десятиліть привертають увагу наукової спільноти до культур, які вирізняються пластичністю до абіотичних факторів середовища. Саме сорго є видом, якому притаманні такі властивості. Сорго-культура з надзвичайно великими потенційними можливостями за рівнем врожайності та універсальністю використання. Сорго зернове належить до культур, спроможних формувати високий рівень продуктивності за різноманітних умов вирощування, забезпечення вологою, ґрунтів, температурних режимів. Cеред польових культур сорго є беззаперечним лідером за здатністю переносити тривалi посухи, високі температури повітря та ґрунту. Зміна клімату в бік аридизації розширює потенційний регіон вирощування культури зернового сорго. Останніми роками, через глобальні зміни клімату в бік потепління, спостерігається підвищення ймовірності посух не лише у зоні Степу, а й Лісостепу України. Це обумовлює зростання потреби у розширенні посівів посухо-і жаростійких культур. Основним аргументом більш інтенсивного залучення до агроценозів регіону зернового сорго є висока екологічна пластичність культури, здатна у несприятливі за значенням гідротермічного коефіцієнту агросезони бути повноцінною альтернативою іншим ярим зерновим (ячменю, кукурудзі, соняшнику, просу). Базисні елементи зональної технології вирощування зернового сорго, з метою отримання високих і сталих урожаїв зерна, у південних регіонах України вивчалася багатьма науковцями. Проте технологічні елементи вирощування сорго зернового в умовах північно-східного регіону України потребують детального дослідження для забезпечення формування високих і сталих урожаїв. На сьогодні до арсеналу виробничників надійшли нові сучасні сорти і гібриди цієї культури, реакція яких на фактори формування продуктивності (строки сівби, густота стояння рослин, елементи живлення тощо) вивчені фрагментарно. Перспективи подальших досліджень ґрунтуються на розробці наукових принципів забезпечення високої продуктивності зернового сорго з якісними показниками в умовах північно-східного Лісостепу України. Ключові слова: сорго, абіотичні фактори, стійкість до стресу, доместикація, адаптація.
Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology
У сучасному світі не втрачає актуальності питання забезпечення населення продуктами харчування, у... more У сучасному світі не втрачає актуальності питання забезпечення населення продуктами харчування, у тому числі й овочами. Важливе місце у розв’язанні зазначеної проблеми посідає вирощування рослин родини Cucurbitaceae, зокрема гарбузів (рід Cucurbita). В Україні культура гарбузів сформована на основі трьох окремих видів, представлених приблизно рівною кількістю сортів. Менш представленою є група сортів, сформованих на основі міжвидових гібридів. Широка генетична основа сучасної культури та активне використання у селекції диких форм гарбузів потребують додаткових параметрів візуальної ідентифікації. У статті проаналізована можливість використання, як додаткового фактора ідентифікації сортів, низки морфопараметрів, а саме: п’ять меристичних, вісім метричних та чотири статичних алометричних. Аналіз проводили для 6 сортів гарбузів, поширених в умовах Лівобережного Лісостепу України, які належать до видів Cucurbita maxima Duch. (Атлантичний гігант, Стофунтовий, Титан, Український багатоплі...
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Apr 3, 2023
Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology
Сорго є культурою з високою економічною цінністю, що використовується для харчових потреб, годівл... more Сорго є культурою з високою економічною цінністю, що використовується для харчових потреб, годівлі тварин та як товар для експорту. З сорго пов’язують можливі сценарії майбутнього аграрного виробництва в умовах кліматичних змін. Саме сорго, як стресогенно-стійка культура, може замінити традиційні зернові культури. Біологічні особливості сорго та перспективи вирощування культури в майбутньому привертають увагу багатьох дослідників в різних регіонах світу. Зважаючи на це, дослідження особливостей вирощування сорго в умовах Північно-Східної України є на часі. Пошук оптимальної норми висіву та щільності рослин в агроценозі є основою отримання оптимального стеблестою, досягнення високої врожайності та високого прибутку. Для реалізації максимального потенціалу врожайності необхідна збалансована чисельність особин в популяції рослин, тобто певний рівень густоти посіву. На сьогодні проведено недостатню кількість переконливих досліджень для розуміння ефективності вирощування сучасних удоскон...
Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology
У статті висвітлені результати лабораторних та польових досліджень з вивчення реакції рослин соня... more У статті висвітлені результати лабораторних та польових досліджень з вивчення реакції рослин соняшнику на застосування ретарданту Моддус. За результатами змін в анатомічній будові гіпокотиля рослин визначено, що макси-мальний очікуваний рівень скорочення стебла, за рахунок зменшення прозенхімності клітин, складає біля 30 %. В умовах польового досліду із клиновидним розміщенням рядків вивчали реакцію рослин соняшнику на різні способи використання препарату. Досліджували зміни висоти стебла та алгоритм формування урожайності, залежно від рівня внутрішньовидової конкуренції. Дослідження проводили у діапазоні густоти від 20 до 160 тис. шт./ га , вивчали варіанти із обробкою насіння, обробкою вегетуючих рослин та комбінованим застосуванням ретарданту. Встановлено, що фактичний рівень зменшення висоти стебла визначається фазою розвитку рослин та рівнем внутрішньовидової конкуренції у посіві. Ефект зростав за комбінованого використання ретарданту та зі збільшенням густоти стояння рослин. Ф...
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Jul 21, 2022
Winter wheat is the leading crop in Ukraine and the world and provides the human food needs. The ... more Winter wheat is the leading crop in Ukraine and the world and provides the human food needs. The leading breeding institutions of Ukraine are studying wheat collections, which makes it possible to identify sources and donors of necessary breeding traits and involve them in hybridization. For a systematic and successful hybridization programme a thorough understanding of genetic architecture of plant yield and other important economic characters must be achieved. One of the current areas of breeding work is obtaining the source material with low ability to accumulate heavy metals, in particular cadmium. The accumulation of cadmium in the soil leads to its absorption by the root system of plants and intaking in the vegetative and generative organs. Among the crops that have a high ability to actively accumulate cadmium, winter wheat is one of the first places. The minimization of Cd pollution in wheat grain is urgently needed. In many countries technical solutions for decreasing wheat grain cadmium are elaborated. Іn particular, the methods of сonventional breeding (selection, hybridization, pure lines) are used. One of the possible ways to solve this problem is to create breeding varieties, which are characterized by low ability to accumulate this heavy metal The aim of the study was to establish the breeding value of the collection genotypes of winter wheat of various origins on the base of morphological and productivity traits, isolating and developing on this basis the initial material for breeding. Field experiment was carried out in the research field of Sumy NAU. There were selected 41 varieties representing 7 major breeding centers of wheat in Ukraine. Growth parameters (height) and leaf surface area were analyzed in the wheat varieties. These traits were related to productivity parameters such as 1000 seed weight, grain weight per ear and yield. Based on the collection analysis, wheat samples, which, along with high yields, had a low Cd uptake (less than 1.2 mg/kg. were isolated. This group includes varieties of Okhtyrchanka Juvileina, Svitanok Myronivskyi, Melody Odes'ka, Kubok, Zorepad, Ovidiy, Shchedra Nyva, Oktava Odes'ka and Slaven. These samples are planned to use for further breeding process.
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Feb 24, 2020
Among heavy metals, cadmium (Cd) is highly toxic to plants and it is even considered as one of th... more Among heavy metals, cadmium (Cd) is highly toxic to plants and it is even considered as one of the most toxic elements released into environments at very low concentrations. The development of industry and agriculture have led to the increase of Cd content in soil environment. Cd is released into the soil through application of phosphate fertilizer, animal manures, waste water etc. Cadmium is a non-essential element for plant nutrition but because of its strong toxicity can seriously affects crop growth and development. Due to the high mobility of Cd in soil, the concentration of this element above the critical level can strongly inhibit the growth of plants as well as damage cell structure by interfering with different biochemical and physiological processes. Accumulation of Cd to phytotoxic levels may cause significant growth and yield decrease. If plants are grown in soil contaminated with Cd, they produce products containing this heavy metal, and such plant products are the main source of Cd entering the human body through the trophic chains. Thus, Cd may be an element with high residue, difficult to degrade and easy to accumulate, which may seriously threaten the health of human beings and animals. Cereals such as wheat, rice and maize are the main food crops in the world. Among them, wheat is the source of staple food for more than half of the world's population. Compared with other heavy metals, cadmium is more easily absorbed and accumulated by wheat. This poses a serious threat to human health. Wheat products are the main source of Cd intake by human. Wheat mainly uptakes Cd through the root system, and then it migrates to the above-ground part, and finally accumulates in the wheat grain. Agronomic management practices have been used to reduce Cd uptake and toxicity in wheat. However, these measures could pose some problems, such as large investment, high energy consumption, difficult operation and easy to produce secondary pollution. Low-Cd wheat varieties are the most effective and economic way to reduce the risk of cadmium to human health associated with food consumption. In the traditional breeding process, the selection of Cd-tolerant wheat samples is carried out on the basis of morphological, physiological or biochemical characteristics associated with Cd stress. It is of great significance to study the molecular mechanism of Cd absorption, transport of wheat and the creation of wheat varieties with low Cd accumulation for ensuring food security and food safety. Using molecular breeding technology and their successful integration with traditional breeding methods to select crop varieties with low accumulation of Cd will have a potential impact on the development of low Cd wheat germplasm and important practical significance for ensuring safe agricultural production of Cd contaminated soil. The objective of the present review is to discuss the Cd impact on wheat growth and development, Cd toxicity and tolerance mechanisms and some possible breeding strategies to alleviate Cd toxicity in wheat. The paper reviewed the effects of cadmium on the growth and development of wheat, the absorption, transport and distribution of cadmium in wheat, the tolerance mechanism and the molecular biological level of cadmium in wheat plant. To provide strategies and possible schemes for breeding wheat varieties with low cadmium accumulation
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Nov 30, 2020
Cadmium is a non-essential trace element which is highly toxic to plants. Because of its high mob... more Cadmium is a non-essential trace element which is highly toxic to plants. Because of its high mobility and toxicity, it has become a hot topic to study the molecular mechanism of cadmium uptake and transport by plants and to cultivate new crop varieties resistant to cadmium and low cadmium accumulation. Cd enters into the plant body, it will be absorbed by the root system and gradually transported to the above-ground part. Plants reduce toxic effects by absorbing and transporting heavy metals in different chemical forms and storing them in different organs and tissues. Under cadmium stress, plants produce a variety of physiological and biochemical mechanisms that limit cadmium absorption and transfer to reduce cadmium damage. Cadmium stress induces the expression level of metallothionine gene in gramineous crops (wheat and rice), which has a positive effect on improving plant resistance to cadmium and alleviating cadmium toxicity. It is not clear how the gene causes tolerance to heavy metals. Therefore, this experiment cloned the gene and analyzed the biological information to find the mechanism of cadmium resistance. The full length of TaSFT2 gene was cloned by RT-PCR. The sequence analysis showed that the ORF gene was 684bp, encoding 228 amino acids, with a molecular weight of 58.542kD and an isoelectric point of 9.16. The results of evolutionary tree analysis showed that wheat TaSFT2 was closely related to maize ZmGot1/Sft2 gene and rice OsGot1/Sft2 protein. The basic information of TaSFT2 gene can be obtained by chromosome location analysis, intron/exon analysis, ORF analysis and expression profile analysis, etc. By analyzing the basic properties of TaSFT2 protein, hydrophobicity analysis, transmembrane region prediction, signal peptide prediction and similarity prediction, the properties of gene-encoded protein can be preliminarily determined and predicted. In particular, hydrophobicity analysis and transmembrane region prediction can be used to predict whether the gene is membrane protein, which has important reference significance for determining the direction of experimental research.
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Oct 26, 2020
Глобальні тенденції зміни кліматичних умов протягом останніх десятиліть привертають увагу науково... more Глобальні тенденції зміни кліматичних умов протягом останніх десятиліть привертають увагу наукової спільноти до культур, які вирізняються пластичністю до абіотичних факторів середовища. Саме сорго є видом, якому притаманні такі властивості. Сорго-культура з надзвичайно великими потенційними можливостями за рівнем врожайності та універсальністю використання. Сорго зернове належить до культур, спроможних формувати високий рівень продуктивності за різноманітних умов вирощування, забезпечення вологою, ґрунтів, температурних режимів. Cеред польових культур сорго є беззаперечним лідером за здатністю переносити тривалi посухи, високі температури повітря та ґрунту. Зміна клімату в бік аридизації розширює потенційний регіон вирощування культури зернового сорго. Останніми роками, через глобальні зміни клімату в бік потепління, спостерігається підвищення ймовірності посух не лише у зоні Степу, а й Лісостепу України. Це обумовлює зростання потреби у розширенні посівів посухо-і жаростійких культур. Основним аргументом більш інтенсивного залучення до агроценозів регіону зернового сорго є висока екологічна пластичність культури, здатна у несприятливі за значенням гідротермічного коефіцієнту агросезони бути повноцінною альтернативою іншим ярим зерновим (ячменю, кукурудзі, соняшнику, просу). Базисні елементи зональної технології вирощування зернового сорго, з метою отримання високих і сталих урожаїв зерна, у південних регіонах України вивчалася багатьма науковцями. Проте технологічні елементи вирощування сорго зернового в умовах північно-східного регіону України потребують детального дослідження для забезпечення формування високих і сталих урожаїв. На сьогодні до арсеналу виробничників надійшли нові сучасні сорти і гібриди цієї культури, реакція яких на фактори формування продуктивності (строки сівби, густота стояння рослин, елементи живлення тощо) вивчені фрагментарно. Перспективи подальших досліджень ґрунтуються на розробці наукових принципів забезпечення високої продуктивності зернового сорго з якісними показниками в умовах північно-східного Лісостепу України. Ключові слова: сорго, абіотичні фактори, стійкість до стресу, доместикація, адаптація.
Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology
У сучасному світі не втрачає актуальності питання забезпечення населення продуктами харчування, у... more У сучасному світі не втрачає актуальності питання забезпечення населення продуктами харчування, у тому числі й овочами. Важливе місце у розв’язанні зазначеної проблеми посідає вирощування рослин родини Cucurbitaceae, зокрема гарбузів (рід Cucurbita). В Україні культура гарбузів сформована на основі трьох окремих видів, представлених приблизно рівною кількістю сортів. Менш представленою є група сортів, сформованих на основі міжвидових гібридів. Широка генетична основа сучасної культури та активне використання у селекції диких форм гарбузів потребують додаткових параметрів візуальної ідентифікації. У статті проаналізована можливість використання, як додаткового фактора ідентифікації сортів, низки морфопараметрів, а саме: п’ять меристичних, вісім метричних та чотири статичних алометричних. Аналіз проводили для 6 сортів гарбузів, поширених в умовах Лівобережного Лісостепу України, які належать до видів Cucurbita maxima Duch. (Атлантичний гігант, Стофунтовий, Титан, Український багатоплі...
Vìsnik Sumsʹkogo nacìonalʹnogo agrarnogo unìversitetu, Apr 3, 2023
Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology
Сорго є культурою з високою економічною цінністю, що використовується для харчових потреб, годівл... more Сорго є культурою з високою економічною цінністю, що використовується для харчових потреб, годівлі тварин та як товар для експорту. З сорго пов’язують можливі сценарії майбутнього аграрного виробництва в умовах кліматичних змін. Саме сорго, як стресогенно-стійка культура, може замінити традиційні зернові культури. Біологічні особливості сорго та перспективи вирощування культури в майбутньому привертають увагу багатьох дослідників в різних регіонах світу. Зважаючи на це, дослідження особливостей вирощування сорго в умовах Північно-Східної України є на часі. Пошук оптимальної норми висіву та щільності рослин в агроценозі є основою отримання оптимального стеблестою, досягнення високої врожайності та високого прибутку. Для реалізації максимального потенціалу врожайності необхідна збалансована чисельність особин в популяції рослин, тобто певний рівень густоти посіву. На сьогодні проведено недостатню кількість переконливих досліджень для розуміння ефективності вирощування сучасних удоскон...
Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology
У статті висвітлені результати лабораторних та польових досліджень з вивчення реакції рослин соня... more У статті висвітлені результати лабораторних та польових досліджень з вивчення реакції рослин соняшнику на застосування ретарданту Моддус. За результатами змін в анатомічній будові гіпокотиля рослин визначено, що макси-мальний очікуваний рівень скорочення стебла, за рахунок зменшення прозенхімності клітин, складає біля 30 %. В умовах польового досліду із клиновидним розміщенням рядків вивчали реакцію рослин соняшнику на різні способи використання препарату. Досліджували зміни висоти стебла та алгоритм формування урожайності, залежно від рівня внутрішньовидової конкуренції. Дослідження проводили у діапазоні густоти від 20 до 160 тис. шт./ га , вивчали варіанти із обробкою насіння, обробкою вегетуючих рослин та комбінованим застосуванням ретарданту. Встановлено, що фактичний рівень зменшення висоти стебла визначається фазою розвитку рослин та рівнем внутрішньовидової конкуренції у посіві. Ефект зростав за комбінованого використання ретарданту та зі збільшенням густоти стояння рослин. Ф...