Физиология растений
 

Лесоведение
Физиология растений
Геоботаника
Мол. и матем.генетика
Генетика и цитология
Экология раст.ресурсов
Прикл. микробиология
Почвоведение
Генетика микроорганизмов
лаб. БАВ

ЛАБОРАТОРИЯ ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

Лаборатория организована в 1957 г. Лаборатория организована в 1957 г. Руководителями структурных подразделений по физиологии растений были: д.б.н., проф. Л.И. Сергеев (1957-1958), чл.-корр. Л.Г.Добрунов и д.с.-х.н. В.К. Гирфанов (1959-1962), д.с.-х.н. В.К. Гирфанов (1962-1980), к.б.н. Т.Т. Биглов (1962-1965)., к.б.н. А.Д.Файзулин (1971-1980),
д.б.н., проф. В.К. Трапезников (1980-1997), д.б.н., проф. Г.Р.Кудоярова (1998).

проф. Л.И. Сергеев чл.-корр. Л.Г.Добрунов проф. В.К. Трапезников проф. Г.Р.Кудоярова

В настоящее время в штате лаборатории четырнадцать человек, в том числе три доктора и шесть кандидатов биологических наук.

Международное сотрудничество:

  • Ланкастерский университет, проф. William Davies (Великобритания). Совместное исследование роли цитокининов в реакции растений на локальный водный стресс, поддержанное грантами Королевского общества.

  • Вюрцбургский университет, проф. Wolfram Hartung (Германия). Совместное исследование роли цитокининов во взаимодействии паразитических растений с растением-хозяином, поддержанное грантом по программе межакадемических обменов (DAAD).

  • Университет в Антверпене, проф. Else Prinson (Бельгия). Совместное исследование роли цитокининов в адаптации к стрессовым условиям, поддержанное грантом РФФИ-Фландрия.

    Основные направления исследований

  • Гормоны растений: метаболизм и транспорт гормонов, механизмы регуляции концентрации гормонов при внешних воздействиях.

  • Экологическая физиология: адаптация к изменению условий обитания во времени и пространстве (гетерогенитет минерального питания, изменение температурного режима, засоление, засуха, дефицит минерального питания), взаимодействие с системе растение/почвенные микроорганизмы.

  • Физиологические показатели в селекции растений: поиск физиологических признаков для отбора устойчивых форм.

    Важнейшие результаты фундаментальных исследований

  • Выявлен механизм участия гормонов в быстрой передаче сигналов из одного органа растений в другие, основанный на сочетании согласованных изменений (1) скорости транспорта гормонов и (2) их метаболизма в органе мишени под влиянием как самих гормональных, так и других (гидравлических и трофический) сигналов;

  • Установлен механизм формировании функциональной дифференциации корневых прядей при неравномерном распределении в почве ионов и воды и ее значение в повышении устойчивости растений к засухе.

  • Показана роль гормонов в быстрой регуляции процессов, ответственных за поддержание роста растений растяжением в изменяющихся условиях окружающей среды: осморегуляции, поддержания оводненности тканей и состояния клеточных стенок.

  • Обнаружено, что на ряду с хорошо известным механизмом закрытия устьиц в ответ на дефицит воды возможна альтернативная реакция растений: быстрое повышение притока воды из корней за счет снижения гидравлического сопротивления. Показано, что эта реакция позволяет сохранять устьица открытыми ("unusual stomatal behaviour") и обеспечивает высокую урожайность растений при условии высокой влажности почвы.

  • Установлено, что распределения гормонов между тканями и органами растений лежит в основе координации устьичной и гидравлической проводимости: (1) накопление цитокининов в области устьиц и АБК - в области корней обеспечивает соответственно высокую устьичную и гидравлическую проводимость, (2) накопление АБК и снижение уровня цитокининов в околоустьичном пространстве приводит к закрытию устьиц и снижению гидравлической проводимости.

    Важнейшие результаты прикладных разработок

  • Совместно с проф. С.Ю. Веселовым (БашГУ) разработан метод иммуноферментного анализа гормонов растений, который нашел широкое применение в исследовательской работе в области физиологии растений.

  • Совместно с лабораторией микробиологии ИБ УНЦ РАН показано, что ростстимулирующая активность ризосферных микроорганизмов связана с их способностью продуцировать цитокинины. На этой основе разработан метод отбора перспективных штаммов, подбора оптимальных сред для их культивирования и показана возможность их использования для повышения урожайности и устойчивости растений.

  • На основе изучения водного обмена у сортов растений пшеницы выявлены физиологические признаки, которые могут быть использованы для оценки селекционного материала и разработки рекомендаций по районированию новых сортов.

    Перспективы развития

  • Взаимодействие процессов, обеспечивающих регуляцию водного обмена и ионного гомеостаза при засолении. Исследование роли водных каналов аквапоринов в регуляции гидравлической проводимости целого растения при дефиците воды и засолении.

  • Выявление механизмов гормональной регуляции морфологической адаптации корневой системы к уровню и распределению ионов и воды в почве.

  • Взаимодействие гормональных, гидравлических и трофических сигналов. Относительная роль гормонов, продуцируемых самим растением и поступающих в него извне. Радиальный транспорт гормонов; механизмы, обеспечивающие контроль загрузки гормонов в проводящую системы растений.

    Основные публикации

Arkhipova T.N., Veselov S.U.,. Melentiev A.I, Martynenko E.V, Kudoyarova G.R Ability of bacterium Bacillus subtilis to produce cytokinins and to in.uence the growth and endogenous hormone content of lettuce plants // Plant and Soil. 2005. V. 272. P/ 201-209.

Walch-Liu P., Ivanov I.I., Filleur S., Gan Y., Remans T., Forde B.G. Nitrogen Regulation of Root Branching // Annals of Botany. 2006. V. 97/ № 5. Р. 875-881.

Fan Jiang, Sveta Veselova, Dima Veselov, Guzel Kudoyarova, W. Dieter Jeschke and Wolfram Hartung. Cytokinin flows from Hordeum vulgare to the hemiparasite Rhinanthus minor and the influence of infection on host and parasite cytokinins relation // Functional Plant Biology. 2005. V. 32. P. 619-629.

Inna B. Sabirzhanova, Boris E. Sabirzhanov, Aleksey V. Chemeris, Dmitri S. Veselov and Guzel R. Kudoyarova. Fast changes in expression of expansin gene and leaf extensibility in osmotically stressed maize plants // Plant Physiology and Biochemistry. 2005. V. 43. P. 419-422.

Davies W.J., Kudoyarova G., Hartung W. Long-distance ABA Signaling and Its Relation to Other Signaling Pathways in the Detection of Soil Drying and the Mediation of the Plant’s Response to Drought // Journal of Plant Growth Regulation. V. 24. P. 285-295.

W.Fricke, G.Akhiyarova, D.Veselov, G.Kudoyarova. Rapid and tissue-specific changes in ABA and in growth rate in response to salinity in barley leaves // Journal of Experimental Botany. 2004. V. 55. P. 1115-1123.

Vysotskaya L.B., Kudoyarova G.R., Vesеlov S., Jones H.G. Unusual stomatal behaviour on parital root excision in wheat seedlings // Plant Cell Environment. 2004. V. 27. P. 69-77.

Veselov D.S. Langhans M., Hartung W., Aloni R., Feussner I., Veselova S., Dickler C., Ullrich C. Development of Agrobacterium tumefaciens C58-induced plant tumors and impact on host shoots are controlled by a cascade of jasmonic acid, auxin, cytokinin, ethylene and abscisic acid // Planta. 2003. V. 216. P. 512-522.

Trapeznikov V.K., Ivanov I.I., Kudoyarova G.R. Effect of heterogeneous distribution of nutrients on root growth, ABA content and drought resistance of wheat plants // Plant and Soil. 2003. V. 252 (2). P. 207-214.

Ахиярова Г.Р., Сабиржанова И.Б., Веселов Д.С., Фрике В. Быстрая реакция растений пшеницы на засоление // Физиология растений. 2005. Т. 52. № 6. С. 891-896.

Веселов С.Ю., Вальке Р.С., Ван Онкелен Х., Кудоярова Г.Р. Содержание и локализация цитокининов в листьях исходных и трансгенных растений табака // Физиология растений. 1999. Т. 46. № 1. С. 326-335.

Трапезников В.К., Иванов И.И., Тальвинская Н.Г. Локальное питание растений. Уфа: Гилем, 1999. 260 с.

Кудоярова Г.Р., Веселов С.Ю., Усманов И.Ю. Гормональная регуляция соотношения биомассы побег/корень при стрессе // Журнал общей биологии. 1999. № 6. С. 649-658.

 к.б.н., с.н.с. А.В.Дедов к.б.н., с.н.с. Л.Б.Высоцкая к.б.н., с.н.с. Т.Н.Архипова к.б.н., с.н.с. Д.С.Веселов

НазадВверхДалее