Лаборатория иммунитета и биотехнологии растений

История

Лаборатория иммунитета и биотехнологии растений создана в 2024 году путем объединения лаборатории физиологии патогенеза и болезнеустойчивости растений и сектора метаболизма и функций белков растений – структурных подразделений с близкой идеологией и сближающимися направлениями научных исследований. Объединенные структурные подразделения, имевшие в разные исторические периоды различные названия, ранее возглавляли д.б.н., профессор З.Я. Серова (лаборатория физиологии больного растения, с 1970 по 1982 гг.), усилиями которой развивалась концепция фитопатогенеза как гетерогенного процесса с рассмотрением роли апопласта как экологической среды для развития фитопатогенных грибов, д.б.н., профессор А.П. Волынец (лаборатория физиологии больного растения, с 1982 по 2006 гг.), внесший значительный вклад в понимание физиолого-биохимических основ действия эндогенных регуляторов роста растений и их роли в формировании фитоиммунитета, д.б.н., профессор, заслуженный деятель науки БССР А.В. Мироненко (лаборатория белковых веществ и азотистого обмена, с 1964 по 1989 гг.), создавший школу биохимии растений, д.б.н. В.И. Домаш (сектор метаболизма и функций белков растений, с 1989 по 2019 гг.), исследования которой значительно повлияли на развитие представлений о роли протеиназно-ингибиторной системы в растениях в условиях абиотических стрессов и при взаимодействии растений и патогенов. Под руководством к.б.н. В.П. Шуканова в лаборатории физиологии патогенеза и болезнеустойчивости растений и к.б.н. О.А. Иванова в секторе метаболизма и функций белков растений заложенные направления продолжали развиваться вплоть до объединения подразделений.

В лаборатории в разные годы работали известные ученые: доктора биологических наук, профессора З.Я. Серова, А.В. Мироненко, А.П. Волынец, доктора биологических наук В.И. Домаш, В.В. Карпук, А.И. Заболотный.

Основные направления научных исследований и научно-технической деятельности:

• физиолого-биохимические особенности адаптации растений к биотическим факторам среды, функции различных классов соединений в формировании фитоиммунитета и его регуляции;
• механизмы взаимодействия в системах «растение-патоген», «растение-симбионт»;
• исследование роли сигнальных биомолекул в формировании фитоиммунитета, регуляции продуктивности и устойчивости растений;
• идентификация, выделение и структурно-функциональная характеристика соединений из растений и грибов с биопестицидной активностью, обладающих, в том числе, биотехнологическим и фармакологическим потенциалом.
• разработка технологий на основе физиологически активных соединений природного происхождения, белков и вторичных метаболитов растений и грибов для повышения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных растений, продуктов биотехнологического и биомедицинского назначения;
• разработка интенсивных технологий по защите от болезней и повышение продуктивности сельскохозяйственных культур и сеянцев древесных пород на основе комплексного применения средств защиты, регуляторов роста, микро и макроудобрений;
• испытание средств защиты растений, подлежащих государственной регистрации (для древесных и кустарниковых пород в лесных, защитных, озеленительных насаждениях, лесных плантациях и питомниках, а также для льна); оценка эффективности перспективных агентов контроля фитопатогенных организмов;
• аналитическое сопровождение селекционного процесса сельскохозяйственных культур для целенаправленного отбора и создания нового исходного материала и сортов с устойчивостью к заболеваниям.

Результаты исследований

• Обоснована общебиологическая функция болезнеустойчивости как механизма, регулирующего сопряженную эволюцию растения и патогенна и индуцирующего состояние динамического равновесия между ними;
• установлен ряд закономерностей формирования неспецифической устойчивости растений к действию неблагоприятных факторов среды абиотической и биотической природы, связанных с активностью белков протеиназно-ингибиторной системы, лектинов и влиянием стероидных гормонов растений брассиностероидов;
• Сформулирована новая концепция защиты растений, суть которой сводится не к уничтожению грибных патогенов, а регуляции взаимоотношений их с растениями-хозяевами с помощью природных антибиотических веществ фенольной и стероидной природы;
• в составе ряда растений аборигенной флоры Беларуси выявлены фармакологически значимые ингибиторы протеиназ и лектины, обладающие гемореологической, иммунологической, фунгистатической и инсектицидной активностью;
• установлена регуляторная роль лектинов растений при формировании бобово-ризобиальных симбиозов и теоретически обоснована возможность применения препаратов лектинов для повышения продуктивности бобовых культур
• Установлен физиологический статус эндогенных стероидных гликозидов как новых фиторегуляторов гормонального типа и их роль в защитных реакциях на всех этапах инфекционного процесса;
• Разработаны гуматсодержащие инкрустирующие смеси для предпосевной обработки семян ячменя, повышающие устойчивость от поражения растений к поражению сетчатой пятнистостью.
• Показана перспективность использования стероидных соединений на посевах злаков в качестве средств повышения продуктивности и устойчивости растений к фитопатогенным грибам.
• на основе наночастиц микроэлементов создана линейка микроудобрений «Наноплант», зарегистрированных для применения на злаковых, зернобобовых, овощных, масличных, плодовых, ягодных, кормовых, технических и других культурах (совместно с Институтом физико-органической химии НАН Беларуси и НТООО «АКТЕХ»);
• создан лечебно-профилактический препарат на основе биологически активных компонентов микробного и растительного происхождения «Метафитохит» для профилактики и лечения дисбиотических состояний различной этиологии и их последствий, коррекции микрофлоры желудочно-кишечного тракта сельскохозяйственных животных (совместно с РУП «Институт экспериментальной ветеринарии им. С. Н. Вышелесского»).

Направления инновационной деятельности и предоставляемые услуги

• Разработка новых экологически безопасных фитопрепаратов для сельского хозяйства, ветеринарии и медицины.
• Анализ аминокислотного состава белков растений, комби-кормов и др.
• Оценка содержания в кормах и продуктах переработки сои, рапса, люпина и др. антипитательных веществ (ингибиторы трипсина, агглютинины, алкалоиды и др.).

Основные публикации

1. Рупасова Ж.А., Яковлев А.П., Белый П.Н., Титок  В.В., Лиштван  И.И., Азизбекян С.Г., Домаш В.И. Возделывание жимолости и голубики на рекультивируемых торфяниках низинного типа с использованием органических удобрений и микроэлементного стимулятора Наноплант. Минск, Беларуская навука, 2021 г. 229 с.
2. Dunaevsky Yakov E., Khadeeva Natalya V., Vassilevski Alexander A., Domash Valentina I., Belozersky Mikhail A. (2020) Proteinase Inhibitors From Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) Seeds. In: NUTS AND SEEDS IN HEALTH AND DISEASE PREVENTION. Second Edition. Edited by V.R. Preedy and R.R. Watson,  Academic Press Ltd — Elsevier Science Ltd, London, England, Chapter 36, pp. 521-532.
3. Рупасова Ж.А. Яковлев А.П. Карбанович Т.М. Василевская Т.И. Савосько И.В. Антохина С.П. Гончарова Л.В., Домаш В.И. Азизбекян С.Г. Научное обоснование целесообразности использования рострегулирующих препаратов при выращивании голубики высокорослой и жимолости съедобной на выработанных торфяниках низинного типа в условиях Беларуси. Минск: Изд-во БГАТУ, 2019. 63 стр.
4. I. Lyapina, A. Fillipova, S. Kovalchuk, R. Ziganshin, V. Lazarev, O. Ivanov, V. Ivanov, I. Fesenko / Possible role of small secreted peptides (SSPs) in immune signaling in bryophytes // Plant Molecular Biology. – 2021. – Vol. 106, Iss. 1-2. – P. 123-143.
5.      Канделинская О.Л., Грищенко Е.Р., Горецкий Д.Г., Масловский О.М., Левкович А.В., Огурцова С.Э., Едимечева И.П., Горбацевич Г.И., Долгова Е.Л. Биохимические, фармакологические и фитоценотические особенности представителей рода Oenothera L., произрастающих в Беларуси // Вестник фонда фундаментальных исследований. — 2021. № 2. С.44-57.
6. Kandelinskaya O.L., Grischenko H.R., Кhripach V. A., Zhabinskii V. N., Kartizhova L.E., Shashko Y.K., Kosmachevskaya O.V., Nasybullina E.I., Topunov A. F. Anabolic / anticatabolic and adaptogenic effects of 24-epibrassinolide on Lupinus angustifolius: causes and consequences // Steroids. – 2020, No 154: 108545.
7.      Иванов, О.А. Антибактериальные пептиды как альтернативное будущее терапии бактериальных инфекций / О.А. Иванов // Наука и инновации. – 2018, № 7. – С. 73 – 78.
8. Домаш В.И.,Иванов О.А., Гордей И.А.. Люсиков О.М., Гордей И.С., Шарпио Т.П., Забрейко С.А. Роль гидролитических ферментов в устойчивости элаковых культур к прорастанию зерна в колосе. // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя бiялагiчных навук. 2017, № 1. С.77-83.
9. Гигиняк Ю.Г., Мямин В.Е., Бородин О.И., Белый П.Н., Канделинская О.Л., Грищенко Е.Р., Рипинская К.Ю., Давыдов Е.А. Эколого-биохимические особенности отдельных представителей лихенобиоты Антарктиды // Весцi НАН Беларусi. 2016. № 2. С.47-53.
10. V.V. Popova, Y.E. Dunaevsky, V.I. Domash, T.A. Semenova, G.A. Beliakova, M.A. Belozersky Some properties and possible biological role of peptidase inhibitors of the entomopathogenic fungus Tolypocladium cylindrosporum //Arch. Microbiol. 2015. 197, С. 1001-1010.
11. Домаш В.И., Канделинская О.Л., Иванов О.А., Шарпио Т.П., Грищенко Е.Р., Забрейко С.А., Судник А.В. Особенности функционирования системы протеолиза и лектинов дикорастущих растений на территориях, примыкающих к автомагистралям. //Ботаника. Вып. 44. 2015. –С. 249-258.
12. Патент № 22491 от 05.02.2019 г. «Состав для борьбы с энтомопатогенным грибом Ascosphaera apis». Авторы: Домаш В.И., Черник М.Н., Белозерский М.А., Дунаевский Я.Е., Иванов О.А., Шабашова Т.Г.
13. Патент № 23279 от 26.11.2020 г. «Способ определения устойчивости линии тритикале Triticosecale Wittm. к прорастанию зерна в колосе. Авторы: Домаш В.И., Иванов О,А,, Гордей И.С., Гордей И.А., Люсенков О.М., Шарпио Т.П., Забрейкао С.А.
14. Патент № 22680 от 02.07.2019 г. «Противоопухолевое и иммуностимулирующее средство». Авторы Грищенко Е.Р., Вашкевич Е.П., Канделинская О.Л. и др. Патент № 22252 от 10.08.2018 «Иммуностимулирующий препарат для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта у молодняка крупного рогатого скота». Авторы: Красочко П.А., Красочко И.А., Ломако Ю.В., Кабась С.С., Курбат И.А., Канделинская О. Л., Грищенко Е. Р., Бильдюкевич А. В. и др.).