Новость

Эндофитные сообщества на службе у общества

В соответствии с постановлением Президиума ДВО РАН №26 от 22 мая 2023 года, опубликован список лауреатов конкурса на премии ДВО РАН имени выдающихся ученых Дальнего Востока России в 2023 году. Администрация Центра поздравляет к.б.н. Алейнову Ольгу Артуровну с присуждением премии имени проф. А.И. Куренцова за цикл работ «Биоразнообразие эндофитных бактерий и грибов дикорастущего винограда Vitis amurensis Rupr.»

 

 

Помните фильм Стивена Спилберга «Война миров» с Томом Крузом в главных ролях? В этом фильме на землю напали инопланетяне. Фильм завершается тем, что инопланетяне умерли, заражённые микроорганизмами, населяющими Землю, с которыми человек сосуществует уже долгие тысячелетия и, в отличие от пришельцев, обладает иммунитетом к их воздействию.

Так вот микроорганизмы – это целый неизведанный мир, который несет как положительные, так и отрицательными свойства для живых систем и человека, в частности. Умение направить полезные свойств микроорганизмов на благо человечества – это одно из популярных направлений в науке на сегодняшний день.

В настоящее время в сельском хозяйстве существует множество способов защиты растений от болезней и вредителей, но в основном эти подходы основаны на использовании химических веществ, неблагоприятных для здоровья человека и окружающей среды. В последние годы активно развивается направление по использованию эндофитных микроорганизмов растений для борьбы с возбудителями заболеваний сельскохозяйственных культур, а также для устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды и повышения качества агропродукции. К эндофитам растений относят бактерии, археи, грибы и протисты, которые колонизируют внутреннюю часть растения независимо от исхода их ассоциации. Использование этих природных симбионтов дает возможность максимизировать урожайность и устойчивость растений к различному роду стрессов при одновременном снижении воздействия сельского хозяйства на окружающую среду. Эндофиты способствуют росту растений и повышению устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам за счет фиксации азота, выработки фитогормонов, увеличивая скорость усвоения питательных веществ. Также некоторые микроорганизмы могут синтезировать биологически-активные вещества (БАВ) благоприятные для здоровья человека, поэтому исследование видового состава эндофитов растений может привести к созданию новых биологических систем по производству важных для фармацевтики БАВ.

В ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН в лаборатории биотехнологии изучают биоразнообразие эндофитных микроорганизмов дикорастущих видов винограда Дальнего востока России, и осуществляют поиск оптимального соотношения количества и видового состава эндофитов для повышения продукционных свойств растений, что представляет определенный интерес для биотехнологии растений и сельского хозяйства. В 2023 году лауреатом премии им. проф. А.И. Куренцова – за исследования наземных организмов и экосистем, стала к.б.н., с.н.с. лаб. биотехнологии Алейнова Ольга Артуровна. В работах Алейновой О.А. выделено и описано более трех сотен штаммов эндофитных грибов и тысячи штаммов бактерий, некоторые из которых стимулировали биосинтез ценных вторичных метаболитов в клетках винограда амурского Vitis amurensis и оказывали положительное действие на рост и развитие модельных растений Arabidopsis thaliana. Впервые Алейновой О.А. проведен метагеномный анализ эндофитного сообщества грибов и бактерий винограда V. amurensis – важного сельскохозяйственного вида и источника ценных вторичных метаболитов. Основная часть представленного цикла работ Ольги описывает биоразнообразие эндофитных бактерий и грибов дикорастущего винограда V. amurensis, и экспериментально подтверждает важность эндофитов растений для регуляции роста и биосинтеза ценных лекарственных вторичных метаболитов растений. Полученные результаты могут быть использованы биотехнологическими компаниями для создания методических подходов для регуляции клеточного роста и биосинтеза вторичных метаболитов растений.

Сравнение эндофитных бактериальных сообществ культивируемого Vitis vinifera из США (Калифорния) и Германии с эндофитным сообществом бактерий Vitis amurensis с Дальнего Востока России (Владивосток) (а) Блок–схема альфа-разнообразия Шеннона; (б) график NMDS бета-разнообразия Брэя-Кертиса; (в) таксономическая шкала на уровне класса графики состава бактериального сообщества V. vinifera из США (Калифорния), Германии и V. amurensis из России (Владивосток); (d) диаграммы расслоения на уровне рода, изображающие перекрывающиеся таксоны бактериологического высева и секвенирования следующего поколения. Таксоны фильтровали на основе относительной численности >0,1% для каждого биокомпартмента. Отфильтрованные таксоны на гистограмме помещаются в категорию “other” и удаляются из диаграммы. Количество вариантов последовательности ампликонов (ASV) указано над таксономическими столбчатыми графиками.