Изучение механизмов растительно-микробных взаимодействий и гиногенеза для создания научных основ новых экологических и сельскохозяйственных биотехнологий

Отчет 153 с., 1 кн., 44 рис., 10 табл., 260 источн., 2 прил. PGPR, РАСТЕНИЯ, ГРИБЫ, РИЗОСФЕРА, БИОДЕГРАДАЦИЯ, ПОЛЛЮТАНТЫ, ГЕНЫ ГИНОГЕНЕЗА, ЭКСПРЕССИЯ, ПОЛИМОРФИЗМ, 3D МОДЕЛИ БЕЛКОВ Объекты исследования: штаммы микроорганизмов: Azospirillum brasilense, Ensifer meliloti, Mycolicibacterium gilvum, Enterobacter cloacae, Pleurotus ostreatus из коллекции ризосферных микроорганизмов ИБФРМ РАН; растения: Medicago staiva, Secale cereale, Triticum aestivum, Sorghum bicolor, Lolium perenne, Sinapis alba: поллютанты: ПАУ (фенантрен, антрацен, флуорен, пирен), циклопентакарбоновая кислота, медь сернокислая, глифосат. Первичные и вторичные метаболиты растений: флавоноиды (рутин, морин, кверцетин и нарингенин), кислоты (ИУК, янтарная, салициловая, феруловая, коричная) и грибов (щавелевая и малоновая кислоты, вератриловый спирт); исследуемые параметры: деградация и поглощение поллютантов, рост культур, активность пероксидаз и антиоксидантных ферментов, концентрация фотосинтетических пигментов, ПАУ-катаболический потенциал ризобактерии на основе геномных данных; гены кукурузы Zm_PLA1, Zm_FIE1, Zm_FIE2, 3D модели белков Zm_PLA1, Zm_FIE1, линии кукурузы ЗМСП, ЗМС-8, АТ-1, АТ-3, АТ-4, В73, КМ, ГПЛ-1. Цели: (1) изучение физиологических и биохимических механизмов взаимодействия микроорганизмов и растений в ассоциациях и симбиозах в условиях техногенного загрязнения; (2) изучение генов, контролирующих гиногенез и эндоспермогенез у кукурузы как основы создания новых технологий биоинженерии для современной селекции. Основные результаты. Проведено сравнительное изучение ризобактериальной колонизации корней растений, имеющих разный тип фотосинтеза (С3 и С4) в условиях загрязненной среды. Изучено влияние инокуляции штаммом-деструктором глифосата E. cloacae K7 на растения горчицы белой (S. alba L.), выращенной в присутствии меди и глифосата, и транслокацию ионов металла в наземную часть. Осуществлен полногеномный сиквенс штамма M. gilvum и анализ его ПАУ-катаболического потенциала. Выявлены разнонаправленные изменения активности пероксидаз и антиоксидантных ферментов S. bicolor в процессе формирования растительно-бактериальных (грибных) ассоциаций в условиях воздействия биотических и абиотических факторов. Исследовано влияние естественных растительных и грибных метаболитов на деградацию ПАУ базидиомицетом P. ostreatus, а также его бинарной культурой с A. brasilense. Получены данные по полиморфизму генов FIE1 и FIE2 и влиянию изменений нуклеотидной последовательности генов FIE1, FIE2 на аминокислотную последовательность и конформацию кодируемых ими белков. Получены данные по влиянию изменений аминокислотной последовательности белка Zm_PLA1 на его конформацию. Впервые построены дендрограммы для линий кукурузы саратовской селекции на основе изменчивости и генетических различий между ними. Полученные результаты могут служить фундаментальной и практической основой развития новых эффективных экологических и селекционных биотехнологий.