О лаборатории

Объявление

Открыт конкурс для поступления в аспирантуру по следующим направлениям исследований лаборатории:

1. Анализ генетического контроля бобово-ризобиального и эндомикоризного симбиозов со стороны растения-хозяина: идентификация и характеристика симбиотических генов растения и генов, влияющих на симбиозы, анализ их первичной структуры и функции молекулярных продуктов.

2. Разработка методологии создания высокоэффективных растительно-микробных систем для использования в адаптивном сельскохозяйственном производстве: разработка протокола селекции сортов бобовых с высоким симбиотическим потенциалом, создание комплексных микробных биопрепаратов.

Лаборатория под началом д.б.н. А.Ю. Борисова была создана в институте в 2001 году в результате реорганизации лаборатории биотехнологии. В настоящее время лаборатория входит в состав отдела биотехнологии, руководимого директором ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии профессором Игорем Анатольевичем Тихоновичем.

Направления исследований:

Бобовые растения обладают способностью формировать два типа симбиозов с клубеньковыми бактериями (Rhizobium leguminosarum bv. viceae) и эндомикоризными грибами (Glomales), которые играют важную роль в минеральном питании растений-хозяев. Высокая эффективность данных эндосимбиотических систем обеспечивается развитием специальных симбиотических структур (и даже органов), процесс развития которых представляет большой интерес для понимания механизмов взаимодействия между партнерами: обмен молекулярными сигналами, регуляции скоординированной дифференциальной экспрессии их генов, процессов дифференцировки и дедифференцировки клеток и тканей, генеза симбиотических структур и органов партнеров и эволюционного становления симбиозов.

Особое внимание в лаборатории уделяется созданию модельных систем для дальнейшего исследования молекулярных механизмов взаимодействия между симбионтами на каждой конкретной стадии развития симбиозов и выявления исходного материала для селекции гороха на повышение его симбиотического потенциала. Таким образом, научные исследования лаборатории ведутся в двух основных направлениях:

1. Анализ генетического контроля бобово-ризобиального и эндомикоризного симбиозов со стороны растения-хозяина: идентификация симбиотических генов растения, анализ их первичной структуры и функции молекулярных продуктов.

2. Разработка методологии создания высокоэффективных растительно-микробных систем для использования в адаптивном сельскохозяйственном производстве: разработка протокола селекции сортов бобовых с высоким симбиотическим потенциалом, создание комплексных микробных биопрепаратов.

Объект исследований:

Основными объектами исследований лаборатории является горох посевной (Pisum sativum L.), который используется как модельное растение для исследований в различных областях биологии в течение многих десятилетий и является ценной бобовой сельскохозяйственной культурой России и мира, а также микроорганизмы - симбионты гороха.

Основные достижения:

В лаборатории была создана единственная в России и одна из крупнейших в мире генетических коллекций гороха, раскрывающая его симбиотический потенциал. Данная коллекция включает в себя более 450 форм (мутантов, сортов, генетических линий).

Фенотипическая характеристика созданной коллекции мутантов (проводимая в кооперации с учеными различных лабораторий России и мира) позволила идентифицировать дискретные стадии процесса развития как азотфиксирующих клубеньков, так и арбускулярной микоризы, контролируемые различными группами генов гороха (функция некоторых генов необходима для развития обеих эндосимбиотических систем).

Детальная фенотипическая характеристика и генетическое картирование идентифицированных симбиотических генов создали условия для клонирования данных генов с целью дальнейшего анализа их первичной структуры, структуры их молекулярных продуктов и регуляции экспрессии.

Существование общих растительных генов и молекулярных продуктов для обеих эндосимбиотических систем позволило сделать вывод, что бобовые растения имеют объединенную генетическую систему, контролирующую развитие тройного симбиоза: бобовое растение – клубеньковые бактерии – грибы арбускулярной микоризы.

Данный вывод определил необходимость анализа генетического полиморфизма гороха по эффективности тройного симбиоза, который показал возможность создания коммерческих сортов гороха с высоким симбиотическим потенциалом.