• Наука и университеты

Проекты, реализуемые в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты»

Созданы новые лаборатории, не менее 30 процентами из которых руководят молодые перспективные исследователи» 2019-2021 гг.:

• Лаборатория сигнальной регуляции

  Основные направления исследований:

  1. Одним из направлений исследований лаборатории явилось усовершенствование технологии получения сигнальных молекул микроорганизмов - индукторов мутуалистических симбиозов у растений. Были разработаны методические подходы для эффективной наработки олигомеров хитина (с помощью полученных штаммов-продуцентов) для регуляции взаимодействия с растениями. Способ получения таких соединений был запатентован. Кроме того, была разработана методика получения нового препарата для иммунизации растений против грибных инфекций. Действующим веществом препарата является 10-членный олигомер хитина, полученный на основе конъюгации двух молекул тетра-N-ацетилхитопентаозы. Это позволило создать эффективные, легко проникающие в клетки растений и экологически безопасные соединения для стимуляции развития симбиозов, а также устойчивости растений к фитопатогенам.
  2. В результате проведенных протеомных и транскриптомных исследований впервые удалось выявить новые регуляторы сигнальных путей (кальций-зависимые и митоген-активируемые протеинкиназы), необходимые для контроля самых ранних этапов развития бобово-ризобиального симбиоза и симбиоза с грибами арбускулярной микоризы. Такие исследования являются приоритетными в мире. Поиск и изучение новых регуляторов, а также использование геномного редактирования для стимуляции их работы, является необходимым условием для повышения эффективности бобово-ризобиального симбиоза.
  3. Была исследована возможность расширения круга растений, вступающих в симбиотические ассоциации с азотфиксирующими бактериями ризобиями (в настоящее время только бобовые растения обладают такой способностью). Впервые в мире была показана возможность получения клубенькоподобных структур на корнях у небобовых растений (хмель) при интродукции в геном гена транскрипционного фактора NIN, контролирующего инфекцию и органогенез клубеньков при симбиозе. Появление таких структур свидетельствует о способности транскрипционного регулятора влиять на активацию эндогенных программ небобовых растений, ведущих к органогенезу de novo.
  4. Был осуществлен перенос гена рецептора гороха LYK10 к поверхностным экзополисахаридам ризобий в растения томата Solanum lycopersicum L. с помощью генно-инженерного подхода. У полученных растений томата существенно увеличивался уровень колонизации корней ризобиями по сравнению с контролем, что влияло на их устойчивость к заражению фитопатогенными грибами. Результатом исследований стало получение растений, способных формировать устойчивые ассоциации с ризобиями, что способствует улучшению их роста и развития, а также устойчивости в условиях биотического и абиотического стресса.
  5. Был получен штамм ризобий Rhizobium leguminosarum bv. viciae CIAM1026 с высоким уровнем продукции бактериального белка адгезина RapA1, использование которого существенно увеличивает уровень колонизации растений. При исследовании влияния белка RapA1 на ростостимулирующую активность и колонизацию корней растений установлено, что введение адгезина усиливает колонизацию ризобиями корней гороха и способствует повышению числа клубеньков. Использование штамма позволит создавать комплементарные пары «растение-бактерии» с высоким уровнем колонизации.

  Подробнее с результатами можно ознакомиться на странице лаборатории.