spirSpiraeanthusSpiraeanthus3079-6245Институт ботаники и фитоинтродукции10.71130/3079-6245-2026-8-3-54-62spir-138Research ArticleСтатьиПротеомика в научных исследованиях в области сохранения и использования биологического разнообразия растений (на примере сем. Ericaceae)Proteomics in Scientific Research on the Conservation and Sustainable Use of Plant Biological Diversity: A Case Study of the Ericaceae Familyhttps://orcid.org/0009-0008-0781-0897ЧижикО. В.ChizhikO. V.

Чижик Ольга Владимировна, ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии и биотехнологии растений, кандидат биологических наук (PhD), доцент,

г. Минск.

chizhik@cbg.org.byГосударственное научное учреждение «Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси»Belarus202622102026035462Copyright © Чижик О.В., 20262026Чижик О.В.Chizhik O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.botsad.kz/jour/article/view/138

В статье приведены результаты целевых протеомных исследований в области изучения и сохранения биологического разнообразия растений на примере таксонов сем. Ericaceae ( Vaccinium vitis-idaea, Vaccinium corymbosum ) и использования полученных данных в прикладных разработках, включая таксономию и биотехнологию. Представлена характеристика протеома растений в зависимости от видовой и сортовой принадлежности, а также при культивировании in vitro и в каллусных культурах. Впервые получены данные по протеомному составу растений сем. Ericaceae, культивируемых в условиях in vivo и in vitro , а также протеомной характеристике каллусов, инициированных из разных эксплантов. Методом 2D электрофореза установлена видои сортоспецифичность продуктов экспрессированного генома. Определены белки, претендующие на роль маркеров видовой и сортовой принадлежности исследованных таксонов. В составе протеомов листовой ткани in vivo растений обнаружены низкомолекулярные белки (преимущественно, защитные PR белки), отсутствующие на протеомных картах клонированных растений. Получены каллусы, инициированные из листовой и стеблевой ткани растений брусники с высоким содержанием БАВ и проведен протеомный анализ перспективных каллусных линий. Выявлены биохимические маркеры, отражающие общие закономерности развития растений и каллусных культур.

The article presents the results of targeted proteomic research focused on the study and conservation of plant biodiversity, using taxa of the Ericaceae family ( Vaccinium vitis-idaea , Vaccinium corymbosum ) as a model. The application of the obtained data in taxonomy and biotechnology is demonstrated. Furthermore, the characteristics of the plant proteome are analyzed in relation to species and cultivars, as well as during in vitro cultivation and in callus cultures.

For the first time, data on the proteomic composition of plant species of the Ericaceae family cultivated under in vivo and in vitro conditions were obtained, as well as the proteomic characterization of calli initiated from various explants. The speciesand variety-specificity of the expressed genome products was established using 2Delectrophoresis. Proteins acting as potential markers for the species and variety identity of the studied taxa were identified. Low-molecular-weight proteins (predominantly protective PR-proteins), which are absent on the proteomic maps of cloned plants, were detected within the proteomes of leaf tissues of in vivo plants. Calli initiated from the leaf and stem tissues of lingonberry plants with a high content of bioactive substances (BAS) were obtained and a proteomic analysis of promising callus lines was performed. Biochemical markers reflecting general regularities of plants and callus cultures development were revealed.

протеомбелки-маркерыкаллуспротеомные картыVaccinium vitis-idaeaVaccinium corymbosumproteomemarker proteinscallusproteome mapsVaccinium vitis-idaeaVaccinium corymbosumReferencesGeddes-McAlister J., Uhrig R. G. The plant proteome delivers from discovery to innovation // Trends in PlantScience. 2025. Vol. 30, Iss. 8. P. 837 845. DOI: 10.1016/j.tplants.2025.03.003.Geddes-McAlister, J., & Uhrig, R. G. (2025). The plant proteome delivers from discovery to innovation. Trends in Plant Science , 30 (8), 837–845. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2025.03.003.Чижик, О. В. Протеомика растений / О. В. Чижик; Национальная академия наук Беларуси, Центральный ботанический сад. Минск: Беларуская навука, 2025. 119 с., ISBN: 978-985-08-33103.Chizhik O.V. (2025) Proteomika rastenii [Plant proteomics]. National Academy of Sciences of Belarus, Central Botanical Garden. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ., 119 p. (In Russ.), ISBN: 978-985-08-3310-5.Pasquali G. Metabolic engineering of cell cultures versus whole plant complexity in production of bioactive monoterpene indole alkaloids: recent progress related to old dilemma // Journal of Bioscience andBioengineering. 2006. Vol. 101, No. 4. P. 287 296. DOI: 10.1263/jbb.101.287.Pasquali, G. (2006). Metabolic engineering of cell cultures versus whole plant complexity in production of bioactive monoterpene indole alkaloids: recent progress related to old dilemma. Journal of Bioscience andBioengin eering, 101(4), 287 296. DOI: 10.1263/jbb.101.287.Amme S. A proteome approach defines protective functions of tobacco leaf trichomes // Proteomics. 2005. –Vol. 5, No 10. P. 2508 2518., ISBN: 978-985-08-3310-5.Amme S. (2005) A proteome approach defines protective functions of tobacco leaf trichomes. Proteomics , vol.5, no. 10, pp. 2508 2518, ISBN: 978-985-08-3310-5.Vincent D., Wheatley M.D., Kramer G.R. Optimization of protein isolation and solubilization for ripe grapes // Electrophoresis. 2006. No 27. P.18531865.], https://doi.org/10.1002/elps.200500698.Vincent D., Wheatley M.D., Cramer G.R. (2006) Optimization of protein extraction and solubilization formature grape berry clusters. Electrophoresis , no. 27, pp. 1853 1865, https://doi.org/10.1002/elps.200500698.Laemmli, U. K. Cleavage of structural proteins during the assemly of the head of bacteriophage T4 // Nature. 1970. Vol. 227, No 5259. P. 680–685., https://doi.org/10.1038/227680a0.Laemmli U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, vol. 227, no. 5259, pp. 680–685, https://doi.org/10.1038/227680a0.Talei D., Valdiani A., Abdullah M. P. Impact of protein diversification on morphometric behavior of Andrographis paniculata Nees // Plant Systematics and Evolution. 2014. Vol. 300, Iss. 5. P. 1003–1010. DOI: 10.1007/s00606-013-0938-z.Talei, D., Valdiani, A., & Abdullah, M. P. (2014). Impact of protein diversification on morphometric behavior of Andrographis paniculata Nees. Plant Systematics and Evolution , 300 (5), 1003–1010. DOI: 10.1007/s00606-013-0938-z.Чижик, О. В. Голубика высокая (Vaccinium сorymbosum L.): протеомные и молекулярно-генетические исследования / О. В. Чижик, А. Н. Юхимук, В. Н. Решетников // Известия Национальной академии наук Беларуси. Минск, 2022. Т. 67, № 2. С. 147–157., https://doi.org/10.29235/1029-8940-2022-67-2-147157.Chizhik O.V., Yukhimuk A.N., Reshetnikov V.N. (2022) Golubika vysokaya (Vaccinium corymbosum L.): proteomnye i molekulyarno-geneticheskie issledovaniya [Highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.): proteomic and molecular genetic studies]. Izvestiya Natsionalnoi akademii nauk Belarusi [Proceedings of theNational Academy of Sciences of Belarus], Minsk, vol. 67, no. 2, pp. 147 157. (In Russ.), https://doi.org/10.29235/1029-8940-2022-67-2-147-157.Frumin, L. L. The isoelectric focusing problem analytic solution / L. L. Frumin, G. V. Zilberstein, S. E. Peltek // Jurnal of Biochemical and Biophysical Methods. 2000. Vol. 45 (2). P. 205–209., https://doi.org/10.1016/S0165-022X(00)00118-4.Frumin L.L., Zilberstein G.V., Peltek S.E. (2000) The isoelectric focusing problem analytic solution. Journal__of Biochemical and Biophysical Methods , vol. 45, no. 2, pp. 205 209, https://doi.org/10.1016/S0165022X(00)00118-4.Физиолого-биохимические основы применения микроклонального способа размножения голубики высокорослой для получения оздоровленного посадочного материала / Ж. А. Рупасова, В. Н. Решетников, О. В. Чижик [и др.]. Минск: Беларус. навука. 2022. 138 с., ISBN: 978-985-08-2831-6.Rupasova Zh.A., Reshetnikov V.N., Chizhik O.V. et al. (2022) Fiziologo-biokhimicheskie osnovy primeneniya mikroklonalnogo sposoba razmnozheniya golubiki vysokorosloi dlya polucheniya ozdorovlennogo posadochnogo materiala [Physiological and biochemical bases of application of microclonal propagation method of highbush blueberry to obtain healthy planting material]. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ., 138 p. (In Russ.), ISBN: 978-985-08-2831-6.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.