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 22-24-01124
НазваниеРазработка и внедрение методов пробоподготовки растительных объектов для серийной блочной сканирующей электронной микроскопии (SBF-SEM)
Руководитель Котеева Нурия Каюмовна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук , г Санкт-Петербург
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; 04-102 - Ботаника
Ключевые слова анатомия растений, ультраструктура, новые методы, трехмерная реконструкция, С3 и С4 фотосинтез, адаптациогенез, эволюция, биоразнообразие
Код ГРНТИ34.05.17
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Знание пространственной организации клеток и тканей необходимо для понимания функционирования, становления биоразнообразия и эволюции живых организмов. В настоящее время идет интенсивная разработка методов структурной ботаники, способствующих переводу анатомического описания растительных объектов на 3D уровень. Среди появившихся в последние десятилетия технологий объемной визуализации наиболее перспективным признается метод на основе серийной блочной сканирующей электронной микроскопии (SBF-SEM). Она позволяет получать реконструкции довольно крупных образцов (до 1 мм3) с высоким разрешением. Однако прогресс в данном направлении сдерживается из-за отсутствия корректных методов пробоподготовки для растительных объектов. Данный проект направлен на разработку и внедрение методов подготовки растительных тканей для SBF-SEM и их оптимизацию для наиболее сложных объектов, таких как злаки и суккуленты.
Изучение функционирования и эволюции разных типов фотосинтеза чрезвычайно актуально в настоящее время в связи с поиском возможностей повышения продуктивности сельскохозяйственных растений. Одной из задач проекта является апробация методики пространственной реконструкции тканей листа и мембранных структур органелл у представителей с разным типом фотосинтеза для выявления базового комплекса структурных и функциональных параметров, связанных с увеличением фотосинтетической фиксации углерода и минимизацией потери воды при транспирации. Впервые будет изучена специфика трехмерного распределения органелл в клетках ассимилирующей паренхимы С4 видов в зависимости от уровня экспрессии основных и дополнительных декарбоксилирующих ферментов, что позволит оценить функциональное значение структурной и биохимической вариабельности близкородственных видов. Полученные данные позволят расширить наши представления о возможных путях становления структурного и биохимического разнообразия С4 пути метаболизма, приближая нас к пониманию того, как они эволюционируют в тесной взаимосвязи с условиями среды, а также как они регулируются и формируются.
Перевод базовых анатомических описаний на 3D уровень крайне важны как для пополнения фундаментальных знаний в области биологии, так и для прикладных разработок. Важным направлением исследования при внедрении методов 3D визуализации будет оптимизация измерений количественных параметров тканей и клеток, которые рассчитываются на единицу объема. Внедрение нового современного метода позволит сделать новый качественный шаг в исследовании путей эволюции фотосинтеза в разных группах цветковых растений.
Преимуществом заявляемого проекта является комбинация современных методов анатомии, физиологии и биохимии растений с новейшими подходами в микроскопии. Решение задач, заявленных в проекте, позволит внедрить новый современный метод исследования, крайне необходимый для дальнейшего прогресса в разных областях ботаники.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Котеева Н.К., Вознесенская Е.В., Патаре В.С., Борисенко Т.А., Журбенко П.М., Морозов Г.А., Эдвардс Д.Е.
Biochemical and structural diversification of C4 photosynthesis in tribe Zoysieae (Poaceae)
Plants, 12, 4049 (год публикации - 2023)
10.3390/plants12234049
2. Котеева Н.К., Иванова А.Н., Борисенко Т.А., Тарасова М.С., Миргородская О.Е., Вознесенская Е.В. Low temperature-induced chloroplast relocation in mesophyll cells of Pinus sylvestris (Pinaceae): SBF SEM 3D reconstruction Ботанический журнал (год публикации - 2024)
3.
Вознесенская Е.В., Иванова А.Н., Котеева Н.К., Тарасова М.С., Борисенко Т.А.
Сезонное движение хлоропластов мезофилла хвои Pinus sylvestris: 3D реконструкция на основе SBF-SEM
X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, 18-23 сентября 2023 г.): тезисы докладов. – Электрон. текстовые дан. Уфа: УИБ УФИЦ РАН, 2023, С.94 (год публикации - 2023)
10.31163/978-5-6047532-1-7
4.
Котеева Н.К., Борисенко Т.А., Журбенко П.М., Морозов Г.А., Вознесенская Е.В.
Диверсификация биохимических и анатомических подтипов С4 фотосинтеза в трибе Zoyseae (Poaceae)
X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, 18-23 сентября 2023 г.): тезисы докладов. – Электрон. текстовые дан. Уфа: УИБ УФИЦ РАН, 2023, С.194 (год публикации - 2023)
10.31163/978-5-6047532-1-7
5. Борисенко Т.А., Котеева Н.К. Структурно-функциональные особенности листа Disakisperma yemenicа (Poaceae) в условиях засоления Материалы III Международной научной конференции молодых учёных «Современные проблемы экспериментальной ботаники» (Минск, 25-29 сентября 2023 г), Стр. 150-155 (год публикации - 2023)
Публикации
1.
Котеева Н.К., Вознесенская Е.В., Патаре В.С., Борисенко Т.А., Журбенко П.М., Морозов Г.А., Эдвардс Д.Е.
Biochemical and structural diversification of C4 photosynthesis in tribe Zoysieae (Poaceae)
Plants, 12, 4049 (год публикации - 2023)
10.3390/plants12234049
2. Котеева Н.К., Иванова А.Н., Борисенко Т.А., Тарасова М.С., Миргородская О.Е., Вознесенская Е.В. Low temperature-induced chloroplast relocation in mesophyll cells of Pinus sylvestris (Pinaceae): SBF SEM 3D reconstruction Ботанический журнал (год публикации - 2024)
3.
Вознесенская Е.В., Иванова А.Н., Котеева Н.К., Тарасова М.С., Борисенко Т.А.
Сезонное движение хлоропластов мезофилла хвои Pinus sylvestris: 3D реконструкция на основе SBF-SEM
X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, 18-23 сентября 2023 г.): тезисы докладов. – Электрон. текстовые дан. Уфа: УИБ УФИЦ РАН, 2023, С.94 (год публикации - 2023)
10.31163/978-5-6047532-1-7
4.
Котеева Н.К., Борисенко Т.А., Журбенко П.М., Морозов Г.А., Вознесенская Е.В.
Диверсификация биохимических и анатомических подтипов С4 фотосинтеза в трибе Zoyseae (Poaceae)
X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, 18-23 сентября 2023 г.): тезисы докладов. – Электрон. текстовые дан. Уфа: УИБ УФИЦ РАН, 2023, С.194 (год публикации - 2023)
10.31163/978-5-6047532-1-7
5. Борисенко Т.А., Котеева Н.К. Структурно-функциональные особенности листа Disakisperma yemenicа (Poaceae) в условиях засоления Материалы III Международной научной конференции молодых учёных «Современные проблемы экспериментальной ботаники» (Минск, 25-29 сентября 2023 г), Стр. 150-155 (год публикации - 2023)