Лаборатория генетики растительно-микробных взаимодействий №9

Лаборатория генетики растительно-микробных взаимодействий №9

Заведующий лабораторией : Жуков Владимир Александрович

Телефон: +7 (812) 470 51 83

Коллектив лаборатории Генетики растительно-микробных взаимодействий под руководством к.б.н. Жукова Владимира Александровича выполняет исследования по расшифровке молекулярно-генетических механизмов взаимовыгодных симбиозов, образуемых бобовыми растениями с клубеньковыми бактериями, грибами арбускулярной микоризы и полезными ризосферными/эндофитными бактериями. В исследованиях используются методы биоинформатики для анализа «больших данных», получаемых при помощи «омиксных» подходов - NGS-секвенирования транскриптомов и геномов, метаболомики и протеомики.

Приборный парк, включающий мощный вычислительный сервер и хранилище данных, позволяет решать научные задачи на современном уровне, претендуя на мировой приоритет, и осуществлять все молекулярно-биологические процедуры: синтез библиотек для NGS-секвенирования (Illumina и Oxford Nanopore), ПЦР (в том числе в реальном времени), пробоподготовку для метаболомного и транскриптомного анализа и т.п.

В настоящее время коллектив лаборатории выполняет исследования в рамках двух грантов РНФ (в том числе совместно с Всероссийским институтом генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР)).

Лабораторией ранее руководили д.б.н., проф., акад. РАН И.А. Тихонович (в период 1984 – 2001 гг.) и д.б.н. А.Ю. Борисов (в период 2001 – 2014 гг.). С сентября 2014 года лабораторию возглавляет к.б.н. Жуков Владимир Александрович.

Лаборатория сотрудничает с Санкт-Петербургским государственным университетом (кафедры генетики и биотехнологии, биохимии, физиологии и биохимии растений), Ботаническим институтом им. В.Л. Комарова, Университетом «Сириус», Всероссийским институтом генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР).

Приглашаем к сотрудничеству студентов и аспирантов для подготовки квалификационных работ (дипломы бакалавра / магистра, ВКР аспиранта, кандидатские диссертации). С возможными темами работ можно ознакомиться здесь и здесь. Информация о поступлении в аспирантуру ФГБНУ ВНИИСХМ – здесь.

Основные направления

  • Исследование молекулярно-генетических основ мутуалистических симбиозов гороха посевного

    Узнать больше »

  • Разработка способов повышения эффективности симбиозов гороха посевного в полевых условиях

    Узнать больше »

  • Выявление генетических основ устойчивости бобовых растений к биотическим и абиотическим стрессам и изучение роли симбиозов в снижении негативного воздействия стрессовых факторов

    Узнать больше »

  • Выявление генетических основ эффективности симбиозов, образуемых горохом посевным

    Узнать больше »

Сотрудники

ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТЕМЫ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ РАБОТ 

 

ГРАНТЫ 

 

ВЫПОЛНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ 


Российский Научный Фонд

  • РНФ (22-16-00109) Молекулярно-генетические основы симбиотической отзывчивости гороха посевного (Pisum sativum L.). 2022-2024. Руководитель: Жуков В.А.
  • РНФ (23-16-00195) Выявление физиологических и молекулярных маркеров для поиска засухоустойчивых и высокопродуктивных генотипов в генофонде гуара (Cyamopsis tetragonolоba (L.) Taub.) – исходного материала для селекции отечественных сортов. 2023-2025. Руководитель: Вишнякова М.А.

 

ЗАВЕРШЁННЫЕ


Российский Научный Фонд

  • РНФ (22-16-00109) Молекулярно-генетические основы симбиотической отзывчивости гороха посевного (Pisum sativum L.). 2022-2024. Руководитель: Жуков В.А.
  • РНФ (20-16-00107) Метаболомные и транскриптомные изменения в семенах и листьях гороха посевного (Pisum sativum L.) при формировании комплексных растительно-микробных систем. 2020-2022. Руководитель: Штарк О.Ю.
  • РНФ (17-76-30016) Научные основы создания эффективной технологии стабилизации роста и развития растений в многокомпонентной растительно-микробной системе. 2017-2020. Руководитель: Тихонович И.А.
  • РНФ (16-16-00118-П) Изменчивость транскриптома у форм бобовых растений с различной эффективностью азотного и фосфорного питания. 2019-2020. Руководитель: Жуков В.А.

 

Российский Фонд Фундаментальных Исследований

  • РФФИ (20-04-01136) Новые механизмы системной регуляции развития арбускулярной микоризы у гороха посевного. 2020-2022. Руководитель: Штарк О.Ю.
  • РФФИ (19-316-90058 – Аспиранты) Регуляция развития арбускулярно-микоризного симбиоза за счет альтернативного сплайсинга и микроРНК у гороха посевного (Pisum sativum L.). 2019-2022. Руководитель: Жуков В.А.
  • РФФИ (19-316-51014 – Научное наставничество) «Симбиогеномика»: генетическая и метаболическая интеграция в надорганизменной симбиотической системе «горох посевной - клубеньковые бактерии». 2019-2021. Руководитель: Жуков В.А.
  • РФФИ (19-016-00194) Бактериальное эндофитное сообщество надземной части гороха посевного (Pisum sativum L.): закономерности формирования и рост-стимулирующая активность. 2019-2021. Руководитель: Жуков В.А.

 

Санкт-Петербургский Государственный Университет

  • Мероприятие 1. Изучение механизмов нитрат-опосредованной регуляции развития симбиотических клубеньков у гороха посевного (Pisum sativum L.) и люцерны слабоусеченной (Medicago truncatula Gaertn.) с использованием геномных технологий. 2020-2022. Руководитель: Жуков В.А.

Правительство Российской Федерации

  • НЦМУ «Агротехнологии будущего» (в составе консорциума) 2020-2024. Тема исследования лаборатории: Сравнительная геномика хозяйственно-значимых видов бобовых растений, направленная на выявление ключевых детерминантов, определяющих эффективность растительно-микробных взаимодействий.

Основные публикации (за последние 5 лет):

  1. Жернаков А.И., Гордон М.Л., Зорин Е.А., Сулима А.С., Жуков В.А. (2025) Использование генетического картирования локусов количественных признаков (QTL) для изучения взаимодействия гороха посевного (Pisumsativum L.) с ризосферными микроорганизмами. Экологическая генетика, 23(1), 65-79. https://doi.org/10.17816/ecogen642710.
  2. Сулима А.С., Ракова В.А., Жуков В.А. (2025) Симбиотическая отзывчивость гороха посевного (Pisumsativum L.): история изучения и состояние проблемы (обзор). Сельскохозяйственная биология, 60(3), 415-431. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2025.3.415rus.
  3. Kuzmina D.O., Zorin E.A., Sulima A.S., Romanyuk D.A., Gordon M.L., Zhernakov A.I., Kulaeva O.A., Akhtemova G.A., Shtark O.Y., Tikhonovich I.A., Zhukov V.A. (2025) Transcriptomic analysis of the symbiotic responsivity trait in pea (Pisumsativum L.). Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 29(2), 248-258. https://doi.org/10.18699/vjgb-25-28.
  4. Frolov A., Shumilina Ju., Etemadi Afshar S., Mashkina V., Rhomanovskaya E., Lukasheva E., Tsarev A., Sulima A.S., Shtark O.Y., Ihling Ch., Soboleva A., Tikhonovich I.A., Zhukov V.A. (2025) Responsivity of two pea genotypes to the symbiosis with rhizobia and arbuscular mycorrhiza fungi — a proteomics aspect of the “efficiency of interactions with beneficial soil microorganisms” trait. International Journal of Molecular Sciences, 26(2), 463. https://doi.org/10.3390/ijms26020463.
  5. Sulima A.S., Zhuravlev I.Yu., Alexeeva E.A., Kliukova M.S., Zorin E.A., Rakova V.A., Gordon M.L., Kulaeva O.A., Romanyuk D.A., Akhtemova G.A., Zhernakov A.I., Semenova E.V., Vishnyakova M.A., Tikhonovich I.A., Zhukov V.A. (2025) The genomic and phenotypic characterization of the Sym2A introgression line A33.18 of pea (Pisum sativum L.) with the increased specificity of root nodule symbiosis. Plants, 14(3), 427. https://doi.org/10.3390/plants14030427.
  6. Kulaeva O.A., Zorin E.A., Sulima A.S., Akhtemova G.A., Zhukov V.A. (2024) Draft genome sequence of the commercial strain Rhizobium ruizarguesonis bv. viciae RCAM1022. Data, 9(2), 19. https://doi.org/10.3390/data9020019.
  7. Zorin E.A., Sulima A.S., Zhernakov A.I., Kuzmina D.O., Rakova V.A., Kliukova M.S., Romanyuk D.A., Kulaeva O.A., Akhtemova G.A., Shtark O.Y., Tikhonovich I.A., Zhukov V.A. (2024) Genomic and transcriptomic analysis of pea (Pisum sativum L.) breeding line ‘Triumph’ with high symbiotic responsivity. Plants, 13(1), 78. https://doi.org/10.3390/plants13010078.
  8. Shumilina Ju., Soboleva A., Abakumov E., Shtark O.Y., Zhukov V.A., Frolov A. (2023). Signaling in legume–rhizobia symbiosis. International Journal of Molecular Sciences, 24(24), 17397. https://doi.org/10.3390/ijms242417397.
  9. Lebedeva M.A., Gancheva M.S., Kulaeva O.A., Zorin E.A., Dobychkina D.A., Romanyuk D.A., Sulima A.S., Zhukov V.A., Lutova L.A. (2022). Identification and expression analysis of the C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE family in Pisum sativum L. International Journal of Molecular Sciences, 23(23), 14875. https://doi.org/10.3390/ijms232314875.
  10. Lebedeva M.A., Sadikova, D.S., Dobychkina, D.A., Zhukov V.A., Lutova L.A. (2022). CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION genes involved in symbiotic nodulation in Pisum sativum. Agronomy, 12(11), 2840. https://doi.org/10.3390/agronomy12112840.
  11. Zorin E.A., Kliukova M.S., Afonin A.M., Gribchenko E.S., Gordon M.L., Sulima A.S., Zhernakov A.I., Kulaeva O.A., Romanyuk D.A., Kusakin P.G., Tsyganova A.V., Tsyganov V.E., Tikhonovich I.A., Zhukov V.A. (2022). A variable gene family encoding nodule-specific cysteine-rich peptides in pea (Pisum sativum L.). Front Plant Sci., 13: 884726. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.884726.
  12. Sulima A.S., Zhukov V.A. (2022). War and peas: molecular bases of resistance to powdery mildew in pea (Pisum sativum L.) and other legumes. Plants, 11(3), 339. https://doi.org/10.3390/plants11030339.
  13. Zhukov V.A.; Zhernakov A.I.; Sulima A.S.; Kulaeva O.A.; Kliukova M.S.; Afonin A.M.; Shtark O.Y.; Tikhonovich I.A. (2021). Association study of symbiotic genes in pea (Pisum sativum L.) cultivars grown in symbiotic conditions. Agronomy, 11(11), 2368. https://doi.org/10.3390/agronomy11112368
  14. Afonin A.M., Gribchenko E.S., Zorin E.A., Sulima A.S., Zhukov V.A. (2021). DNA methylation patterns differ between free-living rhizobium leguminosarum RCAM1026 and bacteroids formed in symbiosis with pea (Pisum sativum L.). Microorganisms, 9(12), 2458. https://doi.org/10.3390/microorganisms9122458.
  15. Zhukov V., Zorin E., Zhernakov A., Afonin A., Akhtemova G., Bovin A., Dolgikh A., Gorshkov A., Gribchenko E., Ivanova K., Kirienko A., Kitaeva A., Kliukova M., Kulaeva O., Kusakin P., Leppyanen I., Pavlova O., Romanyuk D., Rudaya E., Serova T., Shtark O., Sulima A., Tsyganova A., Vasileva E., Dolgikh E., Tsyganov V., Tikhonovich I. (2021). Transcriptomic analysis of sym28 and sym29 supernodulating mutants of pea (Pisum sativum L.) under complex inoculation with beneficial microorganisms. Biological Communications, 66(3): 181–197.   https://doi.org/10.21638/spbu03.2021.301
  16. Solovev Y.V., Igolkina A.A., Kuliaev P.O., Sulima A.S., Zhukov V.A., Porozov Y.B., Pidko E.A., Andronov E.E. (2021). Towards understanding Afghanistan pea symbiotic phenotype through the molecular modeling of the interaction between LykX-Sym10 receptor heterodimer and Nod factors. Frontiers in Plant Science, 12, 642591. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.642591.
  17. Shtark O., Puzanskiy R., Avdeeva G., Yemelyanov V., Shavarda A., Romanyuk D., Kliukova M., Kirpichnikova A., Tikhonovich I., Zhukov V., Shishova, M. (2021). Metabolic alterations in Pisum sativum roots during plant growth and arbuscular mycorrhiza development. Plants, 10(6), 1033. https://doi.org/10.3390/plants10061033.
  18. Afonin A.M., Gribchenko E.S., Zorin E.A., Sulima A.S., Romanyuk D.A., Zhernakov A.I., Shtark O.Y., Akhtemova G.A., Zhukov V.A. (2021). Unique transcriptome features of pea (Pisum sativum L.) lines with differing responses to beneficial soil microorganisms. Ecological genetics, 19(2), 131-141. https://doi.org/10.17816/ecogen54703.
  19. Zorin E.A., Afonin A.M., Kulaeva O.A., Gribchenko E.S., Shtark O.Y., Zhukov V.A. (2020). Transcriptome analysis of alternative splicing events induced by arbuscular mycorrhizal fungi (Rhizophagus irregularis) in pea (Pisum sativum L.) roots. Plants, 9(12), 1700. https://doi.org/10.3390/plants9121700.
  20. Afonin A.M., Leppyanen I.V., Kulaeva O.A., Shtark O.Y., Tikhonovich I.A., Dolgikh E.A., Zhukov V.A. (2020). A high coverage reference transcriptome assembly of pea (Pisum sativum L.) mycorrhizal roots. Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 24(4), 331–339. https://doi.org/10.18699/VJ20.625.
Что будем искать?