АБИТУРИЕНТУ   СТУДЕНТУ   ВЫПУСКНИКУ   СОТРУДНИКУ   РАСПИСАНИЯ


БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

ГЛАВНАЯ
НАШ ФАКУЛЬТЕТ
История
Ученый Cовет
Управление
Кафедры
Ботанический сад
Полевые стационары
Коллекции и музеи
Партнеры
ПОСТУПЛЕНИЕ
ПЕРЕВОД И ВОССТАНОВЛЕНИЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
НАУКА
ЭТИЧЕСКИЙ КОМИТЕТ
ШКОЛЬНИКАМ И УЧИТЕЛЯМ
СТУДСОВЕТ
БИБЛИОТЕКА
ЭКСПЕРТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
САЧОК
БЛОГ
ТРУДОУСТРОЙСТВО
АДМИНИСТРАЦИЯ
СВЕДЕНИЯ О СПбГУ
ЗЕЛЕНЫЙ КАМПУС

Авторизация
Запомнить меня на этом компьютере
  Забыли свой пароль?
 

Главная / Наш факультет / Кафедры / Кафедра ФБР

Группа физиологии семян



Руководитель: к.б.н., доцент Г.Н.Смоликова

Состав группы: асп. М.А. Нюкалова, студ. О.В.Широглазова, студ. С.Мильруд, проф. С.С.Медведев

Направления работы:

1.    Фотосинтез в формирующихся семенах.

2.    Функции фотосинтетических пигментов семян.

В зависимости от наличия или отсутствия хлорофиллов в зародыше покрытосеменные растения делят на хлороэмбриофитыи лейкоэмбриофиты. Синтез хлорофиллов (Хл) в семенах хлороэмбриофитов начинается на стадии глобулы, возрастает по мере формирования зародыша и прекращается на поздней стадии созревания семени. В семенах также содержатся каротиноиды, которые участвуют в фотосинтезе и служат предшественниками АБК. Семена хлороэмбриофитов содержат фотохимически активные хлоропласты, в которых присутствуют в необходимой стехиометрии все основные фотосинтетические комплексы. Особенность “темновых” реакций фотосинтеза у формирующихся семян заключается в том, что основным источником углерода является сахароза, поступающая из материнского растения. Поэтому функционирование хлоропластов в основном направлено на синтез НАД(Ф)•Н и АТФ, которые расходуются на превращение сахарозы в ацетил СоА и далее в жирные кислоты. В семенах хлороэмбриофитов функционирует система фиксации СО2 с участием Рубиско и/или фосфоенолпируваткарбоксилазы. В процессе фотосинтеза происходит выделение кислорода, что предотвращает развитие гипоксии и поддерживает дыхание семян. На поздних стадиях созревания семена переходят в состояние покоя, что сопровождается потерей воды, распадом фотосинтетического аппарата, деградацией Хл и превращением хлоропластов в пластиды, заполненные запасными питательными веществами.

Направления работы:

3.    Старение и качество семян.

4.    Выявление биохимических маркеров старения.


Почти три четверти продуктов питания мы получаем из семян, поэтому получение семян высокого качества является основой пищевой безопасности страны. Разработка научно-обоснованных подходов, направленных на совершенствование технологии получения семян высокого качества, является приоритетной задачей биологии. Качество семян определяется степенью их пригодности для питания человека и животных, а также для посева и хранения. В основе повреждений, приводящих к ухудшению качества семян при хранении, лежат такие процессы как гликирование (неферментативное гликозилирование) белков, генерация активных форм кислорода, перекисное окисление липидов. Процесс гликирования и его негативные последствия хорошо изучены у человека и животных, однако практически не изучены в семенах. Идентификация пептидов-продуктов гликирования белков как маркеров повреждения качества семян при хранении является одной из приоритетных задач.

По мере созревания семян и накопления запасных питательных веществ хлорофиллы распадаются и фотосинтез прекращается. При оптимальных условиях должно происходить полное разрушение хлорофиллов. Однако наши исследования показывают, что в зрелых семенах многих видов и сортов сельскохозяйственных растений присутствуют «остаточные» (т.е. не полностью разрушившиеся) хлорофиллы, которые снижают устойчивость семян к неблагоприятным условиям хранения и усиливают окислительный стресс под действием абиотических стрессоров. В последние годы интерес исследователей к «остаточным" хлорофиллам особенно вырос в связи с производством растительных масел и особенно биотоплива: извлекаемые вместе с маслами хлорофиллы способны инициировать окислительные процессы и снижать сроки хранения и качество растительных масел и биотоплива. Однако реальный механизм, регулирующий распад хлорофиллов в процессе созревания семян, пока еще далек от понимания.

Направления работы:

5.    Формирование и прорастание семян в условиях симулированной микрогравитации (клиностатирования).


Гравитация является наиболее постоянным фактором окружающей среды и надежным ори-ентиром, определяющим развитие растений в пространстве. Она обусловливает нормальное развитие и морфологию растительного организма, необходима для поддержания ориентации побегов и роста корней в почве. Именно благодаря гравитации каждое растение способно "оценивать" свое положение относительно вектора силы тяжести и при необходимости кор-ректировать его за счет поляризованного роста

Однако на космических станциях растительные организмы находятся в условиях микрогра-витации, при которых сила тяжести близка к нулю, что может оказывать неблагоприятное воздействие на развитие растений. В условиях Земли эффекты микрогравитации частично позволяют моделировать (имитировать) медленные клиностаты со скоростью вращения 1-5 об./мин. Клиностатирование позволяет моделировать (имитировать) невесомость в условиях Земли за счет вращения растения вокруг горизонтальной оси (или нескольких осей), что дезориентирует изучаемый объект в поле земного тяготения. Таким образом, клиностатируемые растения лишены возможности воспринимать гравитационный стимул, так как их положение постоянно меняется по отношению к вектору гравитации.

Понимание механизмов ориентации растительных организмов относительно вектора силы тяжести позволит предложить эффективные технологии растениеводства и новые способы выращивания растений в условиях микрогравитации на орбитальных космических станциях и при длительных полетах человека в космосе.


Текущие гранты группы:

НИР СПбГУ НИР СПбГУ 1.38.67.2014. (2014-2016) Мероприятие 2. «Механизмы ориентации растений в пространстве относительно вектора силы тяжести». Руководитель – С.С. Медведев.

Грант РНФ № 16-16-00026 «Механизмы формирования устойчивости семян Pisum sativum и Brassica napus  к окислительному стрессу и гликоокислительному повреждению белков при хранении». Рук. С.С. Медведев

В выполнении гранта участвуют 4 группы исследователей:

СПбГУ, кафедра физиологии и биохимии растений – Г.Н.Смоликова, Т.Е.Билова, О.В.Широглазова С.С.Медведев, (пигменты и фотосинтез семян, протеомика семян при старении)

СПБГУ, кафедра биохимии - доц. А.А.Фролов, инж. Е.М.Лукашова (протеомика семян при старении)

БИН РАН -  отдел эмбриологии - Г.Е.Титова, Г.Ю.Виноградова, М.А.Нюкалова (превращение пластид в семенах)

ВНИИ СМ - Е.А.Долгих,  И.В.Леппянен (транскриптомика  заключительных этапов созревания семян)


Методы исследований:  Идентификация органических соединений методами жидкостной (Agilent LC 1200) и газовой хроматографии – масс-спектрометрии (Agilent 6850 GC / Agilent 5975 VL MSD), а также спектрофотометрии. РАМ-флуориметрия, кондуктометрия и проточная цитометрия. Лазерная сканирующая конфокальная микроскопия и световая микроскопия. Метаболомика, Протеомика. Хемометрика.


Сотрудничество с другими научными организациями:

Россия, Санкт-Петербург, БИН им. В.Л. Комарова, отдел эмбриологии - зав. к.б.н. Г.Е. Титова.

Тема: Формирование и функционирование фотосинтетического аппарата зародышей и желтых и зеленых семян гороха.


Россия, г. Санкт-Петербург, Всероссийский институт растениеводства им. Н.И.Вавилова, лаборатория длительного хранения генетических ресурсов. Зав. лаб. – к.б.н. Г.И. Филипенко.

Тема: Изучение способности семян к длительному хранению с использованием метода ускоренного старения.


Россия, г. Санкт-Петербург, Агрофизический научно-исследовательский институт РАСХН, лаборатория биофизики семян. Зав. лаб. – д.б.н. М.В. Архипов

Тема: Рентгеноскопический анализ качества семян.


Россия, г. Санкт-Петербург, Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, кафедра ботаники. Доцент кафедры – к.б.н. В.Н.Лебедев

Тема: Изучение активности фотосинтетических процессов в семенах с использованием модулирующего импульсного флуориметра.


Беларусь, г. Минск, Институт экспериментальной ботаники им.В.Ф.Купревича НАН Беларуси, лаборатория роста и развития растений. Зав. лаб. – академик НАНБ, проф. Н.А. Ламан.

Тема: Физиологические основы предпосевной обработки семян.


Польша, г. Быдгошч, Университет технологии и наук о жизни, факультет сельскохозяйственных наук, лаборатория молекулярной биологии и цитометрии. Зав. лаб. – Prof., Dr. Elwira Sliwinska.

Тема: Проточная цитометрия.


Нидерланды, г.Вагенинген, Международный центр по исследованию растений, группа физиологии семян. Dr. Steven Groot.

Тема: Сортировка семян по флуоресценции хлорофиллов в семенных оболочках; проточная цитометрия.


Основные публикации:

1.    Smolikova G.N., Shavarda A.L., Alekseichuk I.V., Chantseva V.V., Medvedev S.S. The metabolomic approach to the assessment of cultivar specificity of Brassica napus L. seeds. // Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2016. Vol. 19, No. 1, pp. 121–127.

2.    Смоликова Г.Н., Медведев С.С. Фотосинтез в семенах хлороэмбриофитов // Физиология растений. 2016. Т. 63, № 1. С. 3-16. (обзор).

3.    Смоликова Г.Н., Медведев С.С. Каротиноиды семян: синтез, разнообразие и функции // Физиология растений. 2015. Т.62, №1. С. 3-16. (обзор).

4.    Смоликова Г.Н., Лебедев В.Н, Лопатов В.Е., Тимощук В.А., Медведев С.С. Динамика фотохимической активности фотосистемы II при формировании семян Brassica nigra L. // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3. 2015, Вып. 3. С. 53-65.

5. Медведев С. С. Полярность и ее роль в регуляции роста и морфогенеза растений. Тимирязевское чтение. – СПб.: Наука, 2013. 77 с (монография).

6.    Смоликова Г. Н., Задворнова Ю. В., Ламан Н. А., Медведев С. С. Влияние брассиностероидов на устойчивость семян Brassica oleracea L. к ускоренному старению // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3. 2013. Вып. 4. С. 74-84.

7.    Смоликова Г. Н. Потеря устойчивости к обезвоживанию у прорастающих семян Brassica oleracea L. с разным содержанием остаточных хлорофиллов // Труды КарНЦ РАН. Серия экспериментальная биология. 2011, № 3. С. 105-111.

8.    Смоликова Г. Н., Ламан Н. А., Борискевич О. В. Роль хлорофиллов и каротиноидов в устойчивости семян к абиотическим стрессорам // Физиология растений. 2011. Т. 58, № 6. С. 817-825.

Булда О.В., Рассадина В.В., Алексейчук Г.Н. (Смоликова Г.Н.), Ламан Н.А. Спектрофотометрический метод определения содержания каротинов, ксантофиллов и хлорофиллов в экстрактах семян растений / // Физиология растений. – 2008. – Т. 55, № 4. – С. 604-611.

Алексейчук (Смоликова) Г.Н., Ламан Н.А. Физиологическое качество семян сельско-хозяйственных культур и методы его оценки; под ред. акад. НАН Беларуси С.И.Гриба. – Мн: Право и экономика, 2005. – 48 с.

Алексейчук (Смоликова) Г.Н. Сила роста семян зерновых культур и ее оценка мето-дом ускоренного старения; под ред. акад. НАН Беларуси Н.А. Ламана. – Мн: Право и экономика, 2009. – 44 с.

Кафедра сегодня

Научная деятельность

Научные группы

Образование на кафедре

Учебники и учебные пособия

Учебные материалы

История

Партнерские связи

Список сотрудников




199034, Санкт-Петербург,
Университетская наб. 7/9
Тел.: + 7 (812) 328-96-95

Заведующий кафедрой
д.б.н., проф. Сергей Семенович Медведев

e-mail:

Секретарь
к.б.н., доц. Наталья Глебовна Осмоловская 

e-mail:




контакты       карта сайта      почтовый сервер       управление      поддержка

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9
© Санкт-Петербургский государственный университет, 2006-2017