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 14-14-01095
НазваниеМолекулярные основы гормональной регуляции морфогенеза, продуктивности и устойчивости растений картофеля
Руководитель Романов Георгий Александрович, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук , г Москва
Конкурс №1 - Конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-206 - Физиология и биохимия растений
Ключевые слова Фитогормоны, цитокинины, ауксины, рецепторы, сигнальная трансдукция, гормональная регуляция, гены сигнальных систем, структура белков, взаимодействие белков, картофель, клубнеобразование, трансгенные растения
Код ГРНТИ34.31.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Картофель является одной из важнейших пищевых и кормовых культур планеты, однако молекулярные механизмы, лежащие в основе гормональной регуляции роста, развития и клубнеобразования этого растения, еще далеки от полного понимания. Ранее в работах участников нашей научной группы было показано, что экзогенно добавленные фитогормоны цитокинины и ауксины стимулируют клубнеобразование и повышают урожай клубней. Кроме того, в последние годы доказана роль сигналинга фитогормонов в создании устойчивости растений к фитопатогенам. Поэтому представляется важным прояснить процессы гормональной регуляции на молекулярном уровне и научиться ими управлять в интересах человека. Недавнее опубликование расшифрованного генома картофеля предоставило новые возможности для изучения молекулярных основ действия фитогормонов с применением методов биоинформатики, функциональной геномики, молекулярной биологии и генной инженерии. В этой связи главной целью данного проекта является выяснение особенностей сигналинга цитокининов и ауксинов у картофеля и раскрытие молекулярных механизмов гормональной регуляции морфогенеза (клубнеобразования). Пока в мире эта цель никем не реализована. Для достижения поставленной цели будет проведен биоинформатический анализ генома картофеля для выявления потенциальных генов, участвующих в сигналинге и метаболизме цитокининов и ауксинов. Белки функционально активных генов будут изучены как экспериментально, после клонирования и экспрессии соответствующих генов в модельных системах, так и с помощью компьютерного моделирования, позволяющего описать пространственную структуру белков и их взаимодействие между собой и с лигандами. С учетом полученных результатов, методами генной инженерии будут создаваться трансформанты картофеля со специфическими изменениями сигналинга изучаемых фитогормонов. Биохимические и физиологические характеристики этих трансформантов и их клубней будут тщательно изучены, что покажет степень реализации возможности управления гормональным статусом и сигналингом в растениях картофеля с помощью генно-инженерных методов. При этом велика вероятность получения новых клонов картофеля с повышенными продуктивностью и устойчивостью к инфекциям: такие клоны могут послужить основой для создания новых сортов этой культуры.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Колачевская О.О., Алексеева В.В., Сергеева Л.И., Рукавцова Е.Б., Гетман И.А., Бурьянов Я.И., Романов Г.А. Синтез ауксина и клубнеобразование у трансформантов картофеля с клубнеспецифичной экспрессией гена tms1 Материалы V Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, с.121-124 (год публикации - 2014)
2. Колачевская О.О., Сергеева Л.И., Гетман И.А., Ломин С.Н., Алексеева В.В., Романов Г.А. Изменение гормонального статуса растений картофеля in vitro в результате экспрессии гена tms1 под контролем клубнеспецифичного промотора Сборник статей VI Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, 16-19 ноября 2016 г., С.85-88 (год публикации - 2016)
3. Колачевская О.О., Гетман И.А., Ломин С.Н., Бургутин А.В., Романов Г.А. Изучение экспрессии генов сигналинга цитокининов у картофеля in vitro Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С. 361-364 (год публикации - 2015)
4.
Wasserman L.A., Sergeev A.I., Vasil’ev V.G., Plashchina I.G., Aksenova N.P., Konstantinova T.N., Golyanovskaya S.A., Sergeeva L.I., Romanov G.A.
Thermodynamic and structural properties of tuber starches from transgenic potato plants grown in vitro and in vivo.
Carbohydrate Polymers, V.125, P.214-223 (год публикации - 2015)
10.1016/j.carbpol.2015.01.084
5.
Kolachevskaya O.O., Alekseeva V.V., Sergeeva L.I., Rukavtsova E.V., Getman I.A., Vreugdenhil D., Romanov G.A.
Expression of auxin synthesis gene tms1 under control of tuber-specific promoter enhances potato tuberization in vitro
Journal of Integrative Plant Biology, V.57 P.734-744 (год публикации - 2015)
10.1111/jipb.12314
6. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Романов Г.А. Клонирование генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Сборник статей Международной конференции «Рецепторы и внутриклеточная сигнализация», ФГБУН ИБК РАН, г. Пущино, Т.1, С.351-355, ISBN 978-5-903789-21-4 (год публикации - 2015)
7. Вассерман Л.А., Колачевская О.О., Шаталина О.В., Кривандин А.В., Романов Г.А. Влияние гена синтеза ауксина на структурные и термодинамические особенности картофельных крахмалов, экстрагированных из клубней трансгенных растений in vivo Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С. 760-764 (год публикации - 2015)
8. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Романов Г.А. Структурная и функциональная характеристика генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Тезисы докладов VIII Съезда Общества физиологов растений России. г. Петрозаводск, С.369 (год публикации - 2015)
9. Вассерман Л.А., Колотовкина Я.Б., Кривандин А.В., Плащина И.Г., Сергеева Л.И., Романов Г.А. Термодинамические и структурные особенности крахмала клубней PHYB-трансгенного картофеля в процессе покоя in vitro и in vivo Сборник статей VI Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, 16-19 ноября 2016 г., С. 19-22 (год публикации - 2016)
10. Kolachevskaya O.O., Sergeeva L.I., Floková K., Getman I.A., Lomin S.N., Alekseeva V.V., Rukavtsova E.B., Buryanov Ya.I., Romanov G.A. Auxin synthesis gene tms1 driven by tuber-specific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones Plant Cell Reports (год публикации - 2017)
11. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Чижова С.И., Романов Г.А. Идентификация генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С.459-463 (год публикации - 2015)
Публикации
1. Колачевская О.О., Алексеева В.В., Сергеева Л.И., Рукавцова Е.Б., Гетман И.А., Бурьянов Я.И., Романов Г.А. Синтез ауксина и клубнеобразование у трансформантов картофеля с клубнеспецифичной экспрессией гена tms1 Материалы V Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, с.121-124 (год публикации - 2014)
2. Колачевская О.О., Сергеева Л.И., Гетман И.А., Ломин С.Н., Алексеева В.В., Романов Г.А. Изменение гормонального статуса растений картофеля in vitro в результате экспрессии гена tms1 под контролем клубнеспецифичного промотора Сборник статей VI Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, 16-19 ноября 2016 г., С.85-88 (год публикации - 2016)
3. Колачевская О.О., Гетман И.А., Ломин С.Н., Бургутин А.В., Романов Г.А. Изучение экспрессии генов сигналинга цитокининов у картофеля in vitro Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С. 361-364 (год публикации - 2015)
4.
Wasserman L.A., Sergeev A.I., Vasil’ev V.G., Plashchina I.G., Aksenova N.P., Konstantinova T.N., Golyanovskaya S.A., Sergeeva L.I., Romanov G.A.
Thermodynamic and structural properties of tuber starches from transgenic potato plants grown in vitro and in vivo.
Carbohydrate Polymers, V.125, P.214-223 (год публикации - 2015)
10.1016/j.carbpol.2015.01.084
5.
Kolachevskaya O.O., Alekseeva V.V., Sergeeva L.I., Rukavtsova E.V., Getman I.A., Vreugdenhil D., Romanov G.A.
Expression of auxin synthesis gene tms1 under control of tuber-specific promoter enhances potato tuberization in vitro
Journal of Integrative Plant Biology, V.57 P.734-744 (год публикации - 2015)
10.1111/jipb.12314
6. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Романов Г.А. Клонирование генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Сборник статей Международной конференции «Рецепторы и внутриклеточная сигнализация», ФГБУН ИБК РАН, г. Пущино, Т.1, С.351-355, ISBN 978-5-903789-21-4 (год публикации - 2015)
7. Вассерман Л.А., Колачевская О.О., Шаталина О.В., Кривандин А.В., Романов Г.А. Влияние гена синтеза ауксина на структурные и термодинамические особенности картофельных крахмалов, экстрагированных из клубней трансгенных растений in vivo Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С. 760-764 (год публикации - 2015)
8. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Романов Г.А. Структурная и функциональная характеристика генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Тезисы докладов VIII Съезда Общества физиологов растений России. г. Петрозаводск, С.369 (год публикации - 2015)
9. Вассерман Л.А., Колотовкина Я.Б., Кривандин А.В., Плащина И.Г., Сергеева Л.И., Романов Г.А. Термодинамические и структурные особенности крахмала клубней PHYB-трансгенного картофеля в процессе покоя in vitro и in vivo Сборник статей VI Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, 16-19 ноября 2016 г., С. 19-22 (год публикации - 2016)
10. Kolachevskaya O.O., Sergeeva L.I., Floková K., Getman I.A., Lomin S.N., Alekseeva V.V., Rukavtsova E.B., Buryanov Ya.I., Romanov G.A. Auxin synthesis gene tms1 driven by tuber-specific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones Plant Cell Reports (год публикации - 2017)
11. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Чижова С.И., Романов Г.А. Идентификация генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С.459-463 (год публикации - 2015)
Публикации
1. Колачевская О.О., Алексеева В.В., Сергеева Л.И., Рукавцова Е.Б., Гетман И.А., Бурьянов Я.И., Романов Г.А. Синтез ауксина и клубнеобразование у трансформантов картофеля с клубнеспецифичной экспрессией гена tms1 Материалы V Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, с.121-124 (год публикации - 2014)
2. Колачевская О.О., Сергеева Л.И., Гетман И.А., Ломин С.Н., Алексеева В.В., Романов Г.А. Изменение гормонального статуса растений картофеля in vitro в результате экспрессии гена tms1 под контролем клубнеспецифичного промотора Сборник статей VI Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, 16-19 ноября 2016 г., С.85-88 (год публикации - 2016)
3. Колачевская О.О., Гетман И.А., Ломин С.Н., Бургутин А.В., Романов Г.А. Изучение экспрессии генов сигналинга цитокининов у картофеля in vitro Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С. 361-364 (год публикации - 2015)
4.
Wasserman L.A., Sergeev A.I., Vasil’ev V.G., Plashchina I.G., Aksenova N.P., Konstantinova T.N., Golyanovskaya S.A., Sergeeva L.I., Romanov G.A.
Thermodynamic and structural properties of tuber starches from transgenic potato plants grown in vitro and in vivo.
Carbohydrate Polymers, V.125, P.214-223 (год публикации - 2015)
10.1016/j.carbpol.2015.01.084
5.
Kolachevskaya O.O., Alekseeva V.V., Sergeeva L.I., Rukavtsova E.V., Getman I.A., Vreugdenhil D., Romanov G.A.
Expression of auxin synthesis gene tms1 under control of tuber-specific promoter enhances potato tuberization in vitro
Journal of Integrative Plant Biology, V.57 P.734-744 (год публикации - 2015)
10.1111/jipb.12314
6. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Романов Г.А. Клонирование генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Сборник статей Международной конференции «Рецепторы и внутриклеточная сигнализация», ФГБУН ИБК РАН, г. Пущино, Т.1, С.351-355, ISBN 978-5-903789-21-4 (год публикации - 2015)
7. Вассерман Л.А., Колачевская О.О., Шаталина О.В., Кривандин А.В., Романов Г.А. Влияние гена синтеза ауксина на структурные и термодинамические особенности картофельных крахмалов, экстрагированных из клубней трансгенных растений in vivo Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С. 760-764 (год публикации - 2015)
8. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Романов Г.А. Структурная и функциональная характеристика генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Тезисы докладов VIII Съезда Общества физиологов растений России. г. Петрозаводск, С.369 (год публикации - 2015)
9. Вассерман Л.А., Колотовкина Я.Б., Кривандин А.В., Плащина И.Г., Сергеева Л.И., Романов Г.А. Термодинамические и структурные особенности крахмала клубней PHYB-трансгенного картофеля в процессе покоя in vitro и in vivo Сборник статей VI Всероссийского симпозиума «ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность», Москва, ИФР РАН, 16-19 ноября 2016 г., С. 19-22 (год публикации - 2016)
10. Kolachevskaya O.O., Sergeeva L.I., Floková K., Getman I.A., Lomin S.N., Alekseeva V.V., Rukavtsova E.B., Buryanov Ya.I., Romanov G.A. Auxin synthesis gene tms1 driven by tuber-specific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones Plant Cell Reports (год публикации - 2017)
11. Мякушина Ю.А., Ломин С.Н., Архипов Д.В., Чижова С.И., Романов Г.А. Идентификация генов рецепторов цитокининов картофеля Solanum tuberosum L. Сборник статей Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», ФГБУН ИФР РАН, г. Москва, С.459-463 (год публикации - 2015)