Лаборатория инфекционных заболеваний растений

Научные результаты:

• Создан картографический материал по распространённости снежной плесени на территории Республики Татарстан и соседних регионов Приволжского федерального округа.
• Собрана коллекция грибов, вызывающих снежную плесень, и охарактеризована генетическая и фенотипическая вариабельность грибов-возбудителей розовой снежной плесени Microdochium nivale на внутривидовом и внутрипопуляционном уровнях.
• Проведен сравнительный анализ микобиомов разных озимых зерновых культур, пораженных снежной плесенью.
• Проведен скрининг мировых генетических ресурсов и собственного селекционного и гибридного материала озимых зерновых культур на устойчивость к снежной плесени при естественном и эпифитотийном уровне развития заболевания. Выделены источники устойчивости к снежной плесени из генофонда озимых зерновых культур. Создан не имеющий аналогов в мире гибридный генофонд, который в дальнейшем послужит генетической платформой для выявления молекулярных маркеров устойчивости озимой ржи, пшеницы и тритикале к снежной плесени и другим инфекционным заболеваниям.
• Разработаны методы синтеза новых соединений на основе производных бензофуроксанов, диарилметана и дитиофосфоных производных с фунгицидной/фунгистатической активностью, которые имеют перспективность для использования в качестве средств защиты от снежной плесени. Среди представителей фитоассоциированной микрофлоры выявлены микроорганизмы, обладающие антагонистической активностью в отношении грибов-возбудителей снежной плесени.
• Предложены агротехнические приемы, в частности, использование мозаик и сортосмесей для снижения уровня развития снежной плесени.
• Проведена сборка и аннотация первого генома гриба-возбудителя розовой снежной плесени Microdochium nivale. Выявлены гены M. nivale, кодирующие ферменты, составляющие полные пути биосинтеза опасных для человека микотоксинов.
• На основании транскриптомного профилирования Microdochium nivale и растений, инфицированных этим патогеном, а также совокупности биохимических тестов предложена гипотеза о важной роли изменения метаболизма липидов в развитии розовой снежной плесени.
• Созданы регрессионные модели, позволяющие предсказывать уровень поражения озимых культур снежной плесенью, а также уровень снижения продуктивности растений в зависимости от интенсивности развития этого заболевания.
• Сформулирована оригинальная концепция о восприимчивых ответах растений, как о фундаментальной основе их взаимодействия с фитопатогенами.

Внедрение результатов исследования:

• Сорт озимой ржи Зилант, более устойчивый к инфекционным заболеваниям, внедрен в агропроизводство (площадь посева в 2022 г. более 4,5 тыс. га).
• Банк источников устойчивости к снежной плесени и другим инфекционным заболеваниям, характерным для территории центра России, используется в селекционной практике.
• Полевой инфекционный питомник, созданный на основе выделенных штаммов грибов-возбудителей снежной плесени, используется в селекционных программах по всем озимым культурам для тестирования селекционного материала на устойчивость к снежной плесени.

Образование и переподготовка кадров:

• Созданы образовательные программы: «Молекулярные механизмы растительно-микробных взаимодействий» (2021 г.), «Генетические ресурсы для селекции» (2020 г.).

• В 2020-2022 гг. 5 сотрудников лаборатории прошли повышение квалификации в KWS SAAT SE & Co. KGaA (Германия), Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (Россия).
• Подготовлены и защищены 2 докторские и 3 кандидатские диссертации.

Сотрудничество:

• KWS SAAT SE & Co. KGaA (Германия): стажировки сотрудников.

• Университет Хоэнхайма (Германия): выполнение работ по Российско-Немецкому гранту, финансируемому Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Федеральным министерством образования и научных исследований Германии по теме: «Геном-ориентированная селекция озимой ржи для снижения ущерба от снежной плесени и токсинов фузарий».