КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-24-00421

НазваниеЭндофитные симбионты Herbaspirillum spp. как основа для создания препаратов биоконтроля, увеличивающих продуктивность агрономических культур

Руководитель Величко Наталья Сергеевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Саратовский научный центр Российской академии наук" , Саратовская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-203 - Общая биохимия

Ключевые слова Симбиоз, Herbaspirillum, растительно-микробные взаимодействия, ответные реакции растений, липополисахарид, О-специфический полисахарид, структура

Код ГРНТИ31.25.15

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на изучение фундаментальных вопросов взаимодействия высших растений с почвенными прокариотами. Основной акцент будет сделан на системное изучение особенностей формирования симбиотических взаимоотношений растений с полезной микрофлорой и ответных реакций растений в интегрированных системах. Традиционно внимание исследователей привлекает поиск экологически безопасных и энергосберегающих подходов для развития устойчивого земледелия. Все большее внимание ученых приковано к созданию биопрепаратов на основе микроорганизмов, стимулирующих рост и урожайность растений. Особый интерес среди них представляют эндофитные бактерии, способные мутуалистически жить внутри растительных тканей, что позволяет им, по сравнению с другими микроорганизмами, в меньшей степени зависеть от внешних факторов среды, проявлять комплекс хозяйственно полезных свойств и активизировать защитные системы растений, что является адекватной и экологически безопасной альтернативой агрохимикатам. Активация защитных систем растений опосредуется продукцией физиологически активных соединений, продуцируемых микроорганизмами. Одними из таких элиситоров являются липополисахариды (ЛПС) внешней мембраной клеточной стенки грамотрицательных бактерий. На данный момент феномен опосредованной регуляции иммунного ответа хозяина продемонстрирован для широкого спектра патогенов, при этом работы по системному изучению механизмов взаимоотношений в системах растение-эндофит и роли ЛПС эндофитных микроорганизмов в индукции защитных реакций у растений представлены фрагментарно, что является одной из основных причин, сдерживающих разработку более эффективной системы защиты растений. Генетический потенциал универсальных бактерий рода Herbaspirillum позволяет использовать их не только в составе биопрепаратов, повышающих рост и урожайность, а также в качестве модельного объекта для изучения механизмов мутуалистических взаимоотношений высших организмов с эндосимбионтами. Исследование характера распределения клеток гербапирилл in planta, механизмов проявления ответных реакций растений в сообществе с эндофитными представителями указанных бактерий на действие стресс-факторов среды, а также структурных особенностей мембранных полисахаридов и их активностью в отношении растений несомненно, является актуальной задачей. Фундаментальная основа для решения этой задачи заключается в понимании принципов формирования и функционирования конкретной растительно-микробной системы. В ходе выполнения проекта будет дана характеристика процесса системной колонизации разных видов культурных растений, определен характер их ответа на инокуляцию эндофитными представителями Herbaspirillum spp на стрессовые факторы среды. Будет получена новая, принципиально важная информация о структурных особенностях ЛПС малоизученных в этом отношении грамотрицательных бактерий рода Herbaspirillum. Известно, что вариации в структуре ЛПС могут быть связаны с различными молекулярными механизмами активации иммунологической защиты многоклеточных организмов от инфекционных агентов и их распознавания. Наиболее вариабельной частью молекулы ЛПС является О-специфический полисахарид (ОПС). С применением современных физико-химических методов анализа, включающих MALDI TOF масс-спектрометрию и спектроскопию ЯМР, будет установлена структура повторяющегося звена ОПС, ранее не исследованного в этом отношении штамма гербаспирилл. Будет проведено исследование участия ЛПС гербаспирилл, выделенных и охарактеризованных при выполнении данного проекта, а также в наших более ранних исследованиях, в индукцию защитного ответа растений. Комплексное изучение конкретной симбиотической системы с применением современных методов исследования позволит получить уникальные фундаментальные знания и развить биологические подходы, основанные на растительно-микробных взаимодействиях, для повышения адаптации сельскохозяйственных культур к стрессовым факторам биотической и абиотической природы, что является важным для установления биологического равновесия в агроценозах. Полученная в ходе проекта информация о структуре и биологической активности ЛПС, непосредственно вовлеченных в формирование ассоциаций гербаспирилл с растениями, пополнит приоритетными сведениями информационные базы данных для этой группы бактерий и расширит фундаментальное подкрепление имеющихся представлений о составе и строении поверхностных углеводсодержащих полимеров почвенных грамотрицательных бактерий, а также внесет вклад в понимание процессов формирования ассоциаций и позволит сделать некоторые выводы об участии ЛПС эндофитных бактерий в индукции защитных реакций у растений.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---