Изучение ассоциаций растений с микроорганизмами, стимулирующими их рост и развитие, а также повышающими адаптационные возможности и устойчивость растений к стрессовым факторам окружающей среды, привлекает всё больше внимания. Среди фундаментальных вопросов – исследование состава и структуры фитомикробиомов, роли отдельных микроорганизмов и их сообществ, а также механизмов, опосредующих коммуникацию, и влияющих на взаимовыгодное существование всех участников растительно-микробных консорциумов. В прикладном аспекте наибольший интерес связан с экологически-устойчивым растениеводством.
На примере тропических орхидных, отличающихся уникальностью своей биологии и особенностями строения корневой системы, мы занимаемся поиском новых стратегий, включая использование культур PGPB (plant growth promoting bacteria), для сохранения редких и исчезающих видов растений.
В лаборатории проводятся всесторонние исследования биоразнообразия ассоциативных микроорганизмов, их локализации и распределения в ризоплане и филлоплане, изучаются механизмы их взаимодействия с прорастающими семенами и взрослыми наземными и эпифитными растениями. Одним из основных направлений является определение способности и механизмов ассоциативных бактерий и грибов к биосинтезу вторичных метаболитов – стимуляторов роста растений, преимущественно ауксинов и гиббереллинов.
Основные методы исследования включают современные методы молекулярной биологии и традиционные микробиологические подходы к выделению, культивированию и идентификации микроорганизмов. Среди наиболее применимых техник – световая, электронная и конфокальная лазерная сканирующая микроскопии; методы аналитической химии, включая ТСХ, ГХ и ВЭЖХ, различные методы биохимии и физиологии растений.
Полученные данные не только расширяют область знаний о специфике и разнообразии микробных популяций в фитомикробиоме, о функциональной активности микроорганизмов, колонизирующих растения, об их роли в жизнедеятельности растения-хозяина, но также о механизмах и стратегиях взаимодействия между партнёрами и о сигнальных молекулах и вторичных метаболитах, которые индуцируют ростовые процессы и способствуют формированию ассоциаций.
Активные бактерии – продуценты ауксинов (например, представители рода Sphingomonas) эффективны при семенном in vitro размножении орхидей, – они значительно увеличивают число прорастающих мельчайших, лишенных эндосперма, семян орхидных и стимулируют их дальнейшее развитие. Эти результаты является необходимыми в дальнейшей разработке подходов к использованию микробно-растительных ассоциаций для успешной и эффективной реинтродукции растений в природу.
Научная группа:
Цавкелова Елена Аркадьевна
к.б.н., старший научный сотрудник
Егорова Мария Анатольевна
к.б.н., доцент
Леонтьева Мария Романовна
к.б.н., научный сотрудник