Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
075-15-2019-1881
Период реализации проекта
2019-2021
Заведующий лабораторией

По данным на 01.11.2022

15
Количество специалистов
21
научных публикаций
2
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Поражение растений грибными и бактериальными патогенами приводит к значительным потерям урожая в РФ и мире. В последнее десятилетие особенно резко увеличилась вредоносность криофильных фитопатогенов – грибов-возбудителей снежной плесени. Активное развитие этих патогенов происходит под снежным покровом, делая традиционные меры защиты растений неэффективными. Ученые лаборатории  используют самые передовые научные методы и технологии для получения фундаментальных знаний о природе и механизмах функционирования систем растение-патоген, в первую очередь, системы озимые злаки и возбудители снежной плесени. Еще одним направлением исследований является создание устойчивых сортов, принципиально новых защитных препаратов пролонгированного действия, а также оптимизации агротехнических приемов.

Название проекта:

Инфекционные заболевания культурных растений: комплексное исследование и стратегии контроля на примере снежной плесени

Цели и задачи
Цель проекта:

Характеристика фундаментальных основ патогенеза, индуцируемого возбудителями снежной плесени, отбор устойчивого материала для целей селекции и разработка эффективных способов контроля этого заболевания путем создания толерантных гибридов и защитных препаратов нового поколения, а также оптимизации агротехнических приемов

Направления исследований:

Науки о растениях

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Создан картографический материал по распространённости снежной плесени на территории Республики Татарстан и соседних регионов Приволжского федерального округа.
  • Собрана коллекция грибов, вызывающих снежную плесень, и охарактеризована генетическая и фенотипическая вариабельность грибов-возбудителей розовой снежной плесени Microdochium nivale на внутривидовом и внутрипопуляционном уровнях.
  • Проведен сравнительный анализ микобиомов разных озимых зерновых культур, пораженных снежной плесенью.
  • Проведен скрининг мировых генетических ресурсов и собственного селекционного и гибридного материала озимых зерновых культур на устойчивость к снежной плесени при естественном и эпифитотийном уровне развития заболевания. Выделены источники устойчивости к снежной плесени из генофонда озимых зерновых культур. Создан не имеющий аналогов в мире гибридный генофонд, который в дальнейшем послужит генетической платформой для выявления молекулярных маркеров устойчивости озимой ржи, пшеницы и тритикале к снежной плесени и другим инфекционным заболеваниям.
  • Разработаны методы синтеза новых соединений на основе производных бензофуроксанов, диарилметана и дитиофосфоных производных с фунгицидной/фунгистатической активностью, которые имеют перспективность для использования в качестве средств защиты от снежной плесени. Среди представителей фитоассоциированной микрофлоры выявлены микроорганизмы, обладающие антагонистической активностью в отношении грибов-возбудителей снежной плесени.
  • Предложены агротехнические приемы, в частности, использование мозаик и сортосмесей для снижения уровня развития снежной плесени.
  • Проведена сборка и аннотация первого генома гриба-возбудителя розовой снежной плесени Microdochium nivale. Выявлены гены M. nivale, кодирующие ферменты, составляющие полные пути биосинтеза опасных для человека микотоксинов.
  • На основании транскриптомного профилирования Microdochium nivale и растений, инфицированных этим патогеном, а также совокупности биохимических тестов предложена гипотеза о важной роли изменения метаболизма липидов в развитии розовой снежной плесени.
  • Созданы регрессионные модели, позволяющие предсказывать уровень поражения озимых культур снежной плесенью, а также уровень снижения продуктивности растений в зависимости от интенсивности развития этого заболевания.
  • Сформулирована оригинальная концепция о восприимчивых ответах растений, как о фундаментальной основе их взаимодействия с фитопатогенами.

Внедрение результатов исследования:

  • Сорт озимой ржи Зилант, более устойчивый к инфекционным заболеваниям, внедрен в агропроизводство (площадь посева в 2022 г. более 4,5 тыс. га).
  • Банк источников устойчивости к снежной плесени и другим инфекционным заболеваниям, характерным для территории центра России, используется в селекционной практике.
  • Полевой инфекционный питомник, созданный на основе выделенных штаммов грибов-возбудителей снежной плесени, используется в селекционных программах по всем озимым культурам для тестирования селекционного материала на устойчивость к снежной плесени.

Образование и переподготовка кадров:

  • Созданы образовательные программы: «Молекулярные механизмы растительно-микробных взаимодействий» (2021 г.), «Генетические ресурсы для селекции» (2020 г.).
  • В 2020-2022 гг. 5 сотрудников лаборатории прошли повышение квалификации в KWS SAAT SE & Co. KGaA (Германия), Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (Россия).
  • Подготовлены и защищены 2 докторские и 3 кандидатские диссертации.

Сотрудничество:

  • KWS SAAT SE & Co. KGaA (Германия): стажировки сотрудников.
  • Университет Хоэнхайма (Германия): выполнение работ по Российско-Немецкому гранту, финансируемому Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Федеральным министерством образования и научных исследований Германии по теме: «Геном-ориентированная селекция озимой ржи для снижения ущерба от снежной плесени и токсинов фузарий».

Скрыть Показать полностью
Mira L. Ponomareva, Vladimir Yu. Gorshkov, Sergey N. Ponomarev, Viktor Korzun, Thomas Miedaner
Snow mold of winter cereals – A complex disease and a challenge for resistance breeding. Theoretical and Applied Genetics. doi: 10.1007/s00122-020-03725-7.
Tsers, I., Gorshkov, V., Gogoleva, N., Parfirova, O., Petrova, O., & Gogolev, Y.
Plant Soft Rot Development and Regulation from the Viewpoint of Transcriptomic Profiling. Plants, 2020, 9(9), 1176. doi:10.3390/plants9091176. (2020)
Elena Chugunova, Vincenzo Frenna, Giovanni Consiglio, Gabriele Micheletti, Carla Boga, Nurgali Akylbekov, Alexander Burilov, Domenico Spinelli
On the Nucleophilic Reactivity of 4,6-Dichloro-5-nitrobenzofuroxan with Some Aliphatic and Aromatic Amines: Selective Nucleophilic Substitution. J. Org. Chem., 2020, 85, 13472-13480. doi:10.1021/acs.joc.0c01502.
Gorshkov V., Osipova E., Ponomareva M., Ponomarev S.N., Gogoleva N., Petrova O., Gogoleva O., Mescherov A., Balkin A., Vetchinkina E., Potapov K., Gogolev Y., Korzun V.
Rye Snow Mold-Associated Microdochium nivale Strains Inhabiting a Common Area: Variability in Genetics, Morphotype, Extracellular Enzymatic Activities, and Virulence. Journal of Fungi, 2020, 6(4), 335; doi:10.3390/jof6040335.
Vladimir Gorshkov, Ivan Tsers.
Plant susceptible responses: the underestimated side of plant-pathogen interactions. Biological Reviews, 2021, 97(1), 45-66. doi.org/10.1111/brv.12789. (2021)
Ivan Tsers, Azat Meshcherov, Olga Gogoleva, Olga Petrova, Natalia Gogoleva, Mira Ponomareva, Yuri Gogolev, Viktor Korzun and Vladimir Gorshkov.
Alterations in the transcriptome of rye plants following the Microdochium nivale infection: identification of resistance/susceptibility-related reactions based on RNA-Seq analysis. Plants MDPI, 2021, 10(12), 2723. doi.org/10.3390/plants10122723.(2021)
Vetchinkina E.Р., Meshcherov А.R., Gorshkov V.Y.
Differential Activity of the Extracellular Phenoloxidases in Different Strains of the Phytopathogenic Fungus, Microdochium nivale // Journal of Fungi. – 2022. – V. 8, No. 9. – P. 918. doi:10.3390/jof8090918.
Ponomareva M.L., Gorshkov V.Y., Ponomarev S.N., Mannapova G.S., Askhadullin D.F., Askhadullin D.F., Gogoleva O.A., Meshcherov A.R., Korzun V.N.
Resistance to Snow Mold as a Target Trait for Rye Breeding // Plants. – 2022. – V. 11, No. 19. – P. 2516. doi: 10.3390/plants11192516.
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория эволюционной трофологии

Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН - (ИПЭЭ РАН)

Биология

Москва

Энрике Жизберт Касас

Испания

2022-2024

Лаборатория статистической мультиомики и биоинформатики

Уфимский федеральный исследовательский центр РАН - (УФИЦ РАН)

Биология

Уфа

Прокопенко Инга Анатольевна

Великобритания

2021-2023

Научно-исследовательская лаборатория «Регуляторная геномика»

Казанский (Приволжский) федеральный университет - (КФУ)

Биология

Казань

Хаяшизаки Йошихиде

Япония

2021-2023