ГЛАВНАЯ
ИНСТИТУТ
АДМИНИСТРАЦИЯ
УЧЕНЫЙ СОВЕТ
ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ
ЛАБОРАТОРИЯ №1
ЛАБОРАТОРИЯ №2
ЛАБОРАТОРИЯ №3
ЛАБОРАТОРИЯ №4
ЛАБОРАТОРИЯ №5
ЛАБОРАТОРИЯ №6
ЛАБОРАТОРИЯ №7
ЛАБОРАТОРИЯ №8
ЛАБОРАТОРИЯ №9
ЛАБОРАТОРИЯ №10
Научно-образовательная группа
НОВОСТИ
ВАКАНСИИ
ИСТОРИЯ
ИЗВЕСТНЫЕ МИКРОБИОЛОГИ
ОТЧЕТНОСТЬ
ДОКУМЕНТЫ
СОТРУДНИКИ
ПАРТНЕРЫ
ФОТОГАЛЕРЕЯ
ВИДЕОМАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ ПРЕССЫ
НАУКА
ФЦП
НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
НАУКА И УНИВЕРСИТЕТЫ
НЦМУ "Агротехнологии будущего"
ОБРАЗОВАНИЕ
НОЦ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
КОЛЛЕКЦИИ
Коллекция культур сельскохозяйственных микроорганизмов (ВКСМ)
ЦКП
ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ КОРРУПЦИИ
Документы
Сведения
КОНТАКТЫ

Лаборатория биоразнообразия сельскохозяйственных микроорганизмов №10

КАРЛОВ ДЕНИС СЕРГЕЕВИЧ

Заведующий лабораторией, старший научный сотрудник, к.б.н.

Телефон для связи: +7 (812) 476 28 02

Е-mail: 

Основной задачей лаборатории является изучение биоразнообразия генетических ресурсов эндосимбионтов культурных и дикорастущих бобовых растений, перспективных для практического использования. К настоящему времени создана уникальная коллекция бактериальных хозяйственно-ценных штаммов, обладающих широким потенциалом применения в различных почвенно-климатических условиях России. Для расширения коллекционного фонда сотрудники лаборатории участвуют в организации и проведении научно-исследовательских экспедиций в различные регионы РФ (Алтай, Бурятия, Прибайкалье, Камчатка, Кавказ), в том числе в труднодоступные и удаленные районы Арктики (Северная Якутия, Чукотка, плато Путорана).

 

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Арктические бобово-ризобиальные системы

Создана и продолжает пополняться уникальная коллекция холодоустойчивых арктических бактериальных штаммов перспективных в качестве эффективных микросимбионтов культурных (Vicia, Lathyrus, Trifolium) и дикорастущих (Astragalus, Oxytropis, Hedysarum) бобовых растений, обладающих потенциалом использования при формировании высокопродуктивных многолетних пастбищных и сенокосных фитоценозов в северных регионах России. Была показана способность перспективного дикорастущего растения остролодочника Адамса (Oxytropis adamsiana) формировать эффективный симбиоз со штаммами Mesorhizobium, чтопозволит в будущем использовать этот вид в качестве компонента травосмесей при создании многолетних пастбищных и сенокосных фитоценозов на арктических территориях.

2. Реликтовые бобово-ризобиальные системы

Создана и активно изучается уникальная коллекция микросимбионтов реликтовых бобовых растений, произрастающих в Прибайкальском регионе, на Алтае и п-ове Камчатка. Был обнаружен феномен ризобиальной синергии, который выражается в способности штаммов с разным таксономическим положением и комплементарными наборами симбиотических генов одновременно присутствовать в клубеньках и повышать при совместной инокуляции эффективность симбиоза (скорость клубенькообразования, общее количество клубеньков, азотфиксирующую активность и биомассу растений). Было также показано, что штаммы, выделенные из реликтовых симбиотических систем, могут обладать широким спектром растений-хозяев, включающим узко-специфичные виды культурных растений люцерны (Medicago sativa) и клевера (Trifolium pratense). Полученные результаты дают основание полагать, что симбиотические системы реликтовых растений формируются с участием представителей различных ризобиальных таксонов, которые могут являться ко-микросимбионтами и совместно участвовать в повышении эффективности симбиоза с широким спектром растений-хозяев, включающим сельскохозяйственные культуры.

3. Симбиоз циамопсиса (гуара) с ризобиальными штаммами

Циамопсис четырехкрыльниковый (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) — однолетняя зернобобовая культура с высоким содержанием белка. Выращивается как овощная культура и может употребляться как пища и на корм животным. Гуар — азотфиксирующее растение и служит хорошим предшественником в севообороте. Особую ценность представляет гуаровая камедь (используется как натуральный загуститель и эмульгатор в пищевой, медицинской, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве косметики, взрывчатых веществ, а также как поверхностно-активное вещество с высокой вязкостью в угольной и нефтегазовой промышленности). В настоящее время остро стоит вопрос о создании условий для возделывания гуара в южных регионах РФ. Одним из таких условий являются исследования микросимбионтов этой культуры, включающие селекцию перспективных штаммов-инокулянтов. В результате оценки эффективности 30 штаммов-микросимбионтов гуара в условиях вегетационных опытов были отобраны 2 штамма (Bradyrhizobium archetypum RCAM05275 и Ensifer aridi RCAM05276), которые существенно повышали симбиотические параметры: биомассу растений на 70% и в 1,4 раза содержание в них общего азота.

Сотрудники

Гранты

  1. Грант Санкт-Петербурга в сфере научной и научно-технической деятельности «Создание Биологического ресурсного центра полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения на базе уникального автоматизированного криохранилища», 2010 г.
  2. Грант CNR- Short Term Mobility Program 2011 «Study of the interactions between rhizosphere microorganisms and plant species growing on sandy soils» (CNR-ISPAAM, Italy), 2011 г.
  3. Государственный контракт № 16.518.11.7095 «Проведение исследований в области долгосрочной консервации и паспортизации генетических ресурсов сельскохозяйственных микроорганизмов на базе уникальной Станции низкотемпературного автоматизированного хранения биологических образцов Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения Россельхозакадемии», 2011-2012 гг.
  4. Грант РФФИ 12-04-01501-а «Изучение механизмов интеграции компонентов и фиторемедиационного потенциала устойчивой к тяжелым металлам бобово-бактериальной симбиотической системы», 2012 г.
  5. Грант Санкт-Петербурга в сфере научной и научно-технической деятельности «Генетическая, физиологическая и функциональная характеристика бактерий обитающих в почвах Санкт-Петербурга и утилизирующих фитогормон абсцизовую кислоту», 2012 г.
  6. Грант РФФИ 13-04-01655-а «Утилизация фитогормона абсцизовой кислоты симбиотрофными бактериями: новый механизм растительно-микробных взаимодействий?», 2013 – 2015 гг.
  7. Грант РФФИ 13-04-90833-мол_рф_нр «Изучение таксономического положения и симбиотических свойств клубеньковых бактерий – микросимбионтов реликтового бобового растения вавиловия прекрасная (Vavilovia formosa)», 2013 г.
  8. Грант РНФ 14-16-00137 «Изучение роли корневых экзометаболитов в экохимических механизмах адаптации симбиотических растительно-микробных систем к токсичным металлам», 2014 – 2016 гг.
  9. Соглашение № 14.604.21.0024 с Минобрнауки «Интеграция новейших достижений геномики и метагеномики в технологию производства микробных препаратов», 2014 – 2015 гг.
  10. Грант РНФ № 16-16-00080 «Изучение становления специфичности растительно-микробного взаимодействия с использованием реликтовых бобовых растений и ее связи с продуктивностью симбиоза», 2016 – 2018 гг.
  11. Грант РНФ №20-76-10042 «Изучение генетических ресурсов полезных почвенных микроорганизмов Арктических регионов России в связи с изменением климата и перспективами расширения ареала сельскохозяйственных угодий на Север», 2020-2025 гг.

  12. Грант РНФ № 21-16-00084 «Изучение таксономической структуры микросимбионтов гуара (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) и молекулярно-генетических механизмов взаимодействия симбиотических партнеров», 2021 – 2023 гг.

  13. Соглашение с Минобрнауки о предоставлении гранта в форме субсидии № 075-15-2021-1055 от 28.09.2021 г. «Мобилизация генетических ресурсов микроорганизмов на базе Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения (ВКСМ) при ФГБНУ ВНИИСХМ с использованием сетевого принципа организации», 2021– 2023 гг.

Публикации

  1. Gogoleva N.E., Nikolaichik Y.A., Ismailov T.T., Gorshkov V.Y., Safronova V.I., Belimov A.A., Gogolev Y. Complete genome sequence of the abscisic acid-utilizing strain Novosphingobium sp. P6W. 3 Biotech., 2019, 9(3):94. doi: 10.1007/s13205-019-1625-8.
  2. Safronova V., Belimov A., Sazanova A., Chirak E., Kuznetsova I., Andronov E., Pinaev A., Tsyganova A., Seliverstova E., Kitaeva A., Tsyganov V., Tikhonovich I. Two Broad Host Range Rhizobial Strains Isolated from Relict Legumes Have Various Complementary Effects on Symbiotic Parameters of Co-inoculated Plants. Front Microbiol. 2019, 10:514, doi: 10.3389/fmicb.2019.00514.
  3. Sazanova A.L., Safronova V.I., Kuznetsova I.G., Karlov D.S., Belimov A.A., Andronov E.E, Chirak E.R., Popova J.P., Verkhozina A.V., Willems A., Tikhonovich I.A. Bosea caraganae sp. nov. a new species of slow-growing bacteria isolated from root nodules of the relict species Caragana jubata (Pall.) Poir. originating from Mongolia. Int J Syst Evol Microbiol. 2019, 69(9):2687-2695.  doi: 10.1099/ijsem.0.003509.
  4. Belimov A.A., Zinovkina N.Y., Safronova V.I., Litvinsky V.A., Nosikov V.V., Zavalin A.A., Tikhonovich I.A. Rhizobial ACC deaminase contributes to efficient symbiosis with pea (Pisum sativum L.) under single and combined cadmium and water deficit stress. Environmental and Experimental Botany, 2019, 167: 103859. doi: 10.1016/j.envexpbot.2019.10385.
  5. Yamada K., Koroleva A., Laughlin M., Oksanen N., Akhgari A., Safronova V., Yakovleva E., Kolodyaznaya V., Buldakova T., Metsä-Ketelä M. Characterization and overproduction of cell-associated cholesterol oxidase ChoD from Streptomyces lavendulae YAKB-15.Scientific Reports,2019, 9: 11850. doi: 10.1038/s41598-019-48132-1.
  6. Kimeklis A., Chirak E., Kuznetsova I., Sazanova A., Safronova V., Belimov A., Onishchuk O., Kurchak O., Aksenova T., Pinaev A., Andronov E., Provorov N. Rhizobia Isolated from the Relict Legume Vavilovia formosa Represent a Genetically Specific Group within Rhizobium leguminosarum bv. viciae. Genes, 2019, 10, 991; doi:10.3390/genes10120991.
  7. Chirak E., Kimeklis A., Karasev E., Kopat V., Safronova V., Belimov A., Aksenova T., Kabilov M., Provorov N., Andronov E. Search for ancestral features in genomes of Rhizobium leguminosarum bv. viciae strains isolated from the relict legume Vavilovia formosa. Genes 2019, 10, 990; doi:10.3390/genes10120990.
  8. Kuzikova, I., Rybalchenko, O., Kurashov, E., Krylova Y., Safronova V., Medvedeva N. Defense Responses of the Marine-Derived Fungus Аspergillus tubingensis to Alkylphenols Stress. Water Air Soil Pollut2020, 231, 271. https://doi.org/10.1007/s11270-020-04639-2
  9. Safronova VI, Guro PV, Sazanova AL, Kuznetsova IG, Belimov AA, Yakubov VV, Chirak ER, Afonin AМ, Gogolev YV, Andronov EE, Tikhonovich IA. Rhizobial Microsymbionts of Kamchatka Oxytropis Species Possess Genes of the Type III and VI Secretion Systems, Which Can Affect the Development of Symbiosis. Mol Plant Microbe Interact. 2020, 33(10):1232-1241. doi: 10.1094/MPMI-05-20-0114-R.
  10. Belimov, A., Dodd, I., Safronova, V., and Dietz, K. Leaf nutrient homeostasis and maintenance of photosynthesis integrity contribute to adaptation of the pea mutant SGECd t to cadmium. Biologia Plantarum, 2020, 64:447-453. doi: 10.32615/bp.2020.061.
  11. Belimov, A., Shaposhnikov, A., Azarova, T.S., Makarova, N.M., Safronova, V., Litvinskiy, V., Nosikov, V.V., Zavalin, A.A., and Tikhonovich, I. Microbial Consortium of PGPR, Rhizobia and Arbuscular Mycorrhizal Fungus Makes Pea Mutant SGECdt Comparable with Indian Mustard in Cadmium Tolerance and Accumulation. Plants, 2020, 9(8): 975. doi: 10.3390/plants9080975.
  12. Belimov, A.A.; Shaposhnikov, A.I.; Syrova, D.S.; Kichko, A.A.; Guro, P.V.; Yuzikhin, O.S.; Azarova, T.S.; Sazanova, A.L.; Sekste, E.A.; Litvinskiy, V.A.; Nosikov, V.V.; Zavalin, A.A.; Andronov, E.E.; Safronova, V.I. The Role of Symbiotic Microorganisms, Nutrient Uptake and Rhizosphere Bacterial Community in Response of Pea (Pisum sativumL.) Genotypes to Elevated Al Concentrations in Soil. Plants,2020,9, 1801. https://doi.org/10.3390/PLANTS9121801
  13. Karlov D., Sazanova A., Kuznetsova I., Tikhomirova N., Popova Z., Osledkin Y., Demidov N., Belimov A., Safronova V. Rhizobial isolates in active layer samples of permafrost soil of Spitsbergen, Arctic. Biological communications, 2021, 66 (1): 73 – 82. https://doi.org/10.21638/spbu03.2021.109.
  14. Safronova V, Sazanova A, Kuznetsova I, Belimov A, Guro P, Karlov D, Yuzikhin O, Chirak E, Verkhozina A, Afonin A, Andronov E, Tikhonovich I. Increasing the Legume–Rhizobia Symbiotic Efficiency Due to the Synergy between Commercial Strains and Strains Isolated from Relict Symbiotic Systems. Agronomy. 2021; 11(7):1398. https://doi.org/10.3390/agronomy11071398.
  15. Yuzikhin OS, Gogoleva NE, Shaposhnikov AI, Konnova TA, Osipova EV, Syrova DS, Ermakova EA, Shevchenko VP, Nagaev IY, Shevchenko KV, Myasoedov NF, Safronova VI, Shavarda AL, Nizhnikov AA, Belimov AA, Gogolev YV. Rhizosphere Bacterium Rhodococcus sp. P1Y Metabolizes Abscisic Acid to Form Dehydrovomifoliol. Biomolecules. 2021; 11(3):345. doi: 10.3390/biom11030345.
  16. Ульянич П.С., Белимов А.А., Кузнецова И.Г., Сазанова А.Л., Юзихин О.С., Лактионов Ю.В., Карлов Д.С., Вишнякова М.А.,Сафронова В.И. Эффективность азотфиксирующего симбиоза гуара (Cyamopsistetragonoloba) со штаммами Bradyrhizobiumretamae RCAM05275 и Ensiferaridi RCAM05276 в вегетационном опыте. Сельскохозяйственная биология, 2022, т. 57, №3, с. 555-565. doi: 10.15389/agrobiology.2022.3.555rus.
  17. Karlov, D., Sazanova, A., Guro, P., Kuznetsova, I., Verkhozina, A., Belimov, A., and Safronova, V. 2022. Genetic diversity of rhizobial strains isolated from the relict legumes Gueldenstaedtia monophylla and G. verna growing in the republics of Altai and Buryatia (Russia). Bio. Comm. 67(3): 141–151. https://doi.org/10.21638/spbu03.2022.301
  18. Зайцева Т.Б., Сафронова В.И., Медведева Н.Г. StreptomycesgeldanamycininusZ374 – новый штамм с биоцидной активностью в отношении цианобактерий. Теорeтическая и прикладная экология, 2022. № 1, с.159 – 166.doi: 10.25750/1995-4301-2022-1-159-166.
  19. Martynenko, E.; Arkhipova, T.; Safronova, V.; Seldimirova, O.; Galin, I.; Akhtyamova, Z.; Veselov, D.; Ivanov, R.; Kudoyarova, G. Effects of Phytohormone-Producing Rhizobacteria on Casparian Band Formation, Ion Homeostasis and Salt Tolerance of Durum Wheat. Biomolecules 2022, 12, 230. https://doi.org/10.3390/biom12020230.
  20. Brazhnikova YV, Shaposhnikov AI, Sazanova AL, Belimov AA, Mukasheva TD, Ignatova LV. Phosphate Mobilization by Culturable Fungi and Their Capacity to Increase Soil P Availability and Promote Barley Growth. Curr Microbiol. 2022; 79(8):240. doi: 10.1007/s00284-022-02926-1.
  21. Belimov AA, Shaposhnikov AI, Azarova TS, Syrova DS, Kitaeva AB, Ulyanich PS, Yuzikhin OS, Sekste EA, Safronova VI, Vishnyakova MA, Tsyganov VE, Tikhonovich II. Rhizobacteria Mitigate the Negative Effect of Aluminum on Pea Growth by Immobilizing the Toxicant and Modulating Root Exudation. Plants. 2022; 11(18):2416. https://doi.org/10.3390/plants11182416.
  22. Sazanova A, Safronova V, Belimov A, Gogolev Y, Chirak E, Karlov D, Kuznetsova I, Kuzmina L, Tikhonovich I. Complete Genome Sequence of Rhizobium sp. Strain RCAM05350 from Shulgan-Tash Karst Cave. Microbiol Resour Announc. 2022, 11(10):e0056922. doi: 10.1128/mra.00569-22.
  23. Kichko A.A., Gladkov, G.V., Ulyanich P.S., Safronova V.I., Pinaev A.G., Sekste E.A., Belimov A.A., Andronov E.E. Water stress, cadmium and plant genotype modulate rhizosphere microbiome of Pisum sativum L. Plants 2022, 11(22), 3013; https://doi.org/10.3390/plants11223013.
  24. Yuzikhin O.S., Shaposhnikov A.I., Konnova T.A., Syrova D.S., Hamo H., Ermekkaliev T.S.; Shevchenko V.P., Shevchenko K.V., Gogoleva N.E., Nizhnikov A.A., Safronova V.I., Kamnev A.A., Belimov A.A., Gogolev Y.V. Isolation and Characterization of 1-Hydroxy-2,6,6-trimethyl-4-oxo-2-cyclohexene-1-acetic acid, a metabolite in bacterial transformation of abscisic acid. Biomolecules, 2022, 12, 1508. doi:10.3390/biom12101508.
  25. Belimov A.A., Ulianich P.S., Syrova D.S., Shaposhnikov A.I., Safronova V.I., Dodd I.C. Modulation of tomato root architecture and root hair traits by Pseudomonas brassicacearum and Variovorax paradoxus containing 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase. Biologia Plantarum, 2022, 66. 228-239. doi:10.32615/bp.2022.025.
  26. Sazanova A, Belimov A, Gogolev Y, Chirak E, Afonin A, Karlov D, Kuznetsova I, Guro P, Kuzmina L, Safronova V. Complete Genome Sequences of Massilia sp. Strains B-10 and H-1, Isolated from the Water in the Shulgan-Tash Cave. Microbiol Resour Announc. 2023 Jan 12:e0116022. doi: 10.1128/mra.01160-22.
  27. Дзюбенко Е.А., Сафронова В.И., Вишнякова М.А. Селекция гуара в Российской Федерации в связи с перспективой производства отечественной камеди (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2023, том 58, № 1, с. 43-59. doi: 10.15389/agrobiology.2023.1.43rus.

  28. Safronova, V.; Sazanova, A.; Belimov, A.; Guro, P.; Kuznetsova, I.; Karlov, D.; Chirak, E.; Yuzikhin, O.; Verkhozina, A.; Afonin, A.; et al. Synergy between Rhizobial Co-Microsymbionts Leads to an Increase in the Efficiency of Plant–Microbe Interactions. Microorganisms 2023, 11, 1206. https://doi.org/10.3390/microorganisms11051206

  29. Boykova I, Yuzikhin O, Novikova I, Ulianich P, Eliseev I, Shaposhnikov A, Yakimov A, Belimov A. Strain Streptomyces sp. P-56 Produces Nonactin and Possesses Insecticidal, Acaricidal, Antimicrobial and Plant Growth-Promoting Traits. Microorganisms. 2023, 11(3):764. https://doi.org/10.3390/microorganisms11030764

  30. Belimov, A.A.; Shaposhnikov, A.I.; Azarova, T.S.; Yuzikhin, O.S.; Sekste, E.A.; Safronova, V.I.; Tikhonovich, I.A. Aluminum-Immobilizing Rhizobacteria Modulate Root Exudation and Nutrient Uptake and Increase Aluminum Tolerance of Pea Mutant E107 (brz). Plants 2023, 12, 2334. https://doi.org/10.3390/plants12122334

  31. Guro P, Ulianich P, Shaposhnikov A, Yuzikhin O, Karlov D, Sazanova A, Safronova V, Belimov A. Draft Genome Sequence of the Bacterium Cupriavidus sp. Strain D39, Inhabiting the Rhizosphere of Pea Plants (Pisum sativum L.). Microbiol Resour Announc. 2023, 12(4):e0135422. https://doi.org/10.1128/mra.01354-22

  32. Guro P, Ulianich P, Belimov A, Sazanova A, Kuznetsova I, Vishnyakova M, Safronova V. Draft Genome Sequence of Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) Microsymbiont Rhizobium sp. Strain RCAM05973. Microbiol Resour Announc. 2023, 12(6):e0007123. https://doi.org/10.1128/mra.00071-23

  33. Guro P, Karaevskaya E, Kuznetsova I, Karlov D, Sazanova A, Safronova V. Complete Genome Sequence of Glutamicibacter sp. Strain M10, Isolated from an Arctic Permafrost Sample. Microbiol Resour Announc. 2023, 12(2):e0112022. https://doi.org/10.1128/mra.01120-22

  34. Guro P, Karlov D, Kuznetsova I, Sazanova A, Alekhina I, Belimov A, Safronova V. Whole-Genome Sequence of Rhizobacterium Sphingomonas sp. Strain 7/4-4, Isolated from the Root Nodule of Astragalus tugarinovii Basil Growing in the Russian Arctic. Microbiol Resour Announc. 2023:e0014123. https://doi.org/10.1128/mra.00141-23

  35. Guro P, Karaevskaya E, Karlov D, Kuznetsova I, Sazanova A, Safronova V. Complete Genome Sequence of Rhodopseudomonas sp. Strain P2A-2r, Isolated from Arctic Soil. Microbiol Resour Announc. 2023, 12(3):e0001323. https://doi.org/10.1128/mra.00013-23

  36. Guro P, Karlov D, Kuznetsova I, Sazanova A, Belimov A, Safronova V. Draft Genome Sequence of Rhizobium sp. Strain 32-5/1, Isolated from Vicia cracca L. Root Nodules in the Russian Arctic. Microbiol Resour Announc. 2023:e0028723. https://doi.org/10.1128/mra.00287-23

  37. Karlov D.S., Guro P.V., Sazanova А.L. I.G. Kuznetsova, N.Yu. Tikhomirova, N.N. Laschinsky, Pavlov I.S., Belimov А.А., Safronova V.I. Study of the genetic diversity and symbiotic efficiency of microsymbionts isolated from Lathyrus palustris L. and Vicia cracca L. growing in Arctic Yakutia. Sel'skokhozyaistvennaya Biologiya [Agricultural Biology], 2023, Vol. 58, № 3, p. 403-415. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2023.3.403eng

Подписаться на рассылку ВНИИСХМ

Что будем искать?