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 25-26-00431
НазваниеПоиск и разработка эффективного метода диагностики грибов из порядка Pucciniales – возбудителей ржавчины Розоцветных
Руководитель Малышева Вера Федоровна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук , г Санкт-Петербург
Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-101 - Лесное хозяйство
Ключевые слова ржавчинные грибы, диагностика болезней растений, биотрофы, Розоцветные, Rosaceae
Код ГРНТИ34.29.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Порядок Pucciniales, также известный как «ржавчинные грибы», представляет собой группу фитопатогенов. Грибы из порядка Pucciniales широко распространены по всему земному шару, вызывая серьезные заболевания растений. Данный порядок грибов представляет собой наиболее разнообразную, экологически и экономически важную группу патогенных грибов растений. Однако среди всего разнообразия грибов, именно порядок Pucciniales остается очень слабо изученным, не только в России, но и в мире.
Научной проблемой, на решение которой направлен Проект является отсутствие на данный момент эффективных и надежных критериев диагностики и идентификации патогенных грибов из группы Pucciniales. Отсутствуют четкие морфологические критерии видов ржавчинных грибов из-за того, что в этой группе вариационный диапазон каждого морфологического признака широк и непрерывен, эти грибы не растут в культуре и имеют сложный жизненный цикл. Также для данных грибов не разработаны экспресс-методы точной молекулярной идентификации, поскольку нет подобранных надежных генетических маркеров и наполненных баз данных. Всё это усложняет разработку действенных мер по борьбе с ржавчиной, опасным заболеванием растений, поскольку для разработки эффективных агротехнических мероприятий требуется всестороннее изучение биологии и экологии основных групп возбудителей болезней. В данной группе грибов подобных знаний катастрофически не хватает. До сих пор открыт вопрос насколько облигатны и узкоспециализированы ржавчинные грибы в пределах отдельных родов Розоцветных и возможен ли переход конкретных видов грибов с «диких» на «культурных» хозяев.
Таким образом научная значимость планируемого исследования определяется нехваткой знаний в отношении биологии, таксономии и эволюции всей группы ржавчинных грибов. А актуальность предлагаемого исследования главным образом связана с прикладными аспектами и определяется тем, что ржавчинные грибы пор. Pucciniales являются причиной серьезных заболеваний экономически значимых растений, и в то же время задействованы в биологической защите и биоконтроле в условиях меняющегося климата и окружающей среды.
Проект направлен на всестороннее и комплексное (с применением методов интегративной таксономии) изучение облигатных паразитических грибов пор. Pucciniales, обитающих на растениях из семейства Розоцветные на территории России, с особым акцентом на проблему разграничения видов, выявления филогенетических связей внутри родов, экологических стратегий и картины патогенеза отдельных представителей. Достижимость в решении поставленных задач определяется компактностью планируемой к изучению группы и четкой привязкой к растениям-хозяевам, что облегчает планирование исследования и сбор материала.
Одной из задач Проекта является тестирование и подбор генетических маркеров для изучения таксономии и филогении группы, а также поиск корреляции морфологических и молекулярных данных. Молекулярно-генетические данные будут получены впервые для большинства представителей порядка, включая секвенирование типовых образцов. Также впервые будет создана база образцов ДНК и нуклеотидных последовательностей изучаемых грибов. Все запланированные и полученные результаты будут соответствовать мировому уровню исследований в данной области науки благодаря применению современных подходов и будут иметь прикладное значение.
В результате реализации Проекта планируется усовершенствовать методы молекулярной идентификации изучаемых грибов, создать четкий алгоритм и разработать научный подход для быстрой и надежной диагностики заболеваний растений. Совершенствование методов идентификации впоследствии окажется востребовано в диагностических целях и для проведения экологических и агроэкологических исследований, разработке более действенных способов защиты растений.
В фундаментальном аспекте подлежащая изучению группа грибов представляется весьма перспективной в плане получения новых знаний в области эволюции грибов, коэволюции паразита и хозяина, экологии сообществ.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения Проекта мы планируем изучить представителей пор. Pucciniales, распространенных главным образом в России на растениях из семейства Розоцветные и имеющих или предположительно имеющих голарктические или евроазиатские ареалы. Будут получены данные, имеющие научную ценность и перспективу практического использования в области сельского хозяйства (защита растений) и агрономии (фитопатология).
Ожидаемые результаты Проекта:
- Будет выяснено, насколько широк и непрерывен вариационный диапазон каждого морфологического признака в пределах пор. Pucciniales и определены морфологические характеристики, которые смогли бы служить надежными ключевыми признаками для идентификации видов.
- Будут усовершенствованы методы молекулярной идентификации фитопатогенных грибов: протестированы маркеры баркодинга и при необходимости предложены или разработаны новые генетические маркеры.
- Используя принципы и методы современной систематики (совокупность морфологического и молекулярно-генетического подходов), будут уточнены видовые концепции ряда экономически значимых, но трудно идентифицируемых фитопатогенов, вызывающих ржавчину Розоцветных.
- Будет определен состав ржавчинных грибов, обитающих на Розоцветных в России: изучены культурные и дикорастущие растения в разных регионах страны, выявлены малоизученные потенциально опасные виды ржавчинных грибов.
- Будут решены вопросы специализации «паразит-хозяин», т. е. выявлены функциональные комплексы для изучаемых видов, установлена их видо- и родоспецифичность и степень постоянства этих взаимосвязей в зависимости от географического распространения растений. Получен ответ на вопрос – сколько видов наиболее часто вызывают ржавчину Розоцветных в России, какова их биология, экология и симптоматика вызываемых поражений.
- Будет выяснено, отличаются ли картины патогенеза отдельных представителей пор. Pucciniales, насколько облигатны и узкоспециализированы грибы в пределах отдельных родов Розоцветных на территории России.
- Определена потенциальная возможность перехода конкретных видов грибов с «диких» на «культурных» хозяев. Будет изучено внутривидовое генетическое разнообразие и миграционная способность нескольких наиболее широко распространенных и опасных видов фитопатогенных грибов.
- Итоговым результатом Проекта будет усовершенствование методов молекулярной идентификации данных фитопатогенных грибов для быстрой и надежной диагностики заболеваний растений. Совершенствование методов идентификации впоследствии окажется востребовано в диагностических целях и для проведения экологических и агроэкологических исследований, разработке более действенных способов защиты растений.
Все запланированные и полученные результаты будут новыми, оригинальными и соответствовать мировому уровню исследований в данной области науки благодаря применению современных подходов и методов исследования.
Полученные данные заполнят пробел в знаниях о крупной группе ржавчинных грибов, а именно внесут существенный вклад в решение вопросов систематики и номенклатуры, в определение границ таксонов, специализации и симптоматики заболеваний растений.