Проф. Л.А. Лутова -– заведующая специализацией генетика растений,  зав. лабораторией генной и клеточной инженерии растений Проф. И.А. Тихонович – декан биологического факультета СПбГУ Проф. Т.В. Матвеева Доц. О.Н. Тиходеев Доц. И.Е. Додуева              Доц. В.В. Емельянов Ст. преп. И.С. Бузовкина Ст. преп. Е.А. Андреева С.н.с. М.А. Лебедева С.н.с. Е.Е. Андронов Н.с. Е.М. Чекунова Н.с. В.Е. Творогова Н.с. Н.В. Цветкова              М.н.с. М.С. Бурлаковский

Основные направления исследований

Изучение генетического контроля соматического эмбриогенеза (Творогова В.Е.) Изучение механизмов системного контроля развития симбиотических клубеньков у бобовых растений (Лебедева М.А.) Изучение генетического контроля развития запасающих осевых органов - корня (корнеплода) и стебля (клубня) (Додуева И.Е., Ганчева М.С.) Получение растений-продуцентов интерферона (Бурлаковский М.С., Емельянов В.В.) Природно-трансгенные растения (Матвеева Т.В.) Контроль вторичного метаболизма у ржи (Андреева Е.А.) Межвидовая несовместимость у злаков, изучение генов, вовлеченных в биосинтез флавоноидов у злаков (Цветкова Н.В.) Генетический контроль метаболизма хлоропластных пигментов - хлорофиллов и каротиноидов (Чекунова Е.М.). 

Предлагаемые темы ВКР (с указанием руководителей)

Роль транскрипционных факторов семейства WOX в регуляции соматического эмбриогенеза (Творогова В.Е.) Роль пептидов семейства CLE в регуляции соматического эмбриогенеза (Творогова В.Е.) Регуляторные пептиды CLE и CEP в регуляции закладки симбиотических клубеньков (Лебедева М.А.) Транскрипционные факторы семейства WOX в развитии симбиотических клубеньков (Лебедева М.А.) Поиск новых компонентов системного контроля клубенькообразования (Лебедева М.А.) Роль сигнальных пептидов CLE в развитии запасающего корня (Додуева И.Е.) Роль сигнальных пептидов CLE в развитии клубня (Ганчева М.С.) Роль транскрипционных факторов WOX в развитии клубня (Ганчева М.С.) Хроматографический анализ распределения флавоноидных соединений у инбредных линий ржи (Андреева Е.А.) Анализ генетического контроля биосинтеза флавоноидов ржи (Андреева Е.А.) Молекулярно-генетический анализ межвидовой несовместимости у злаков (Цветкова Н.В.) Роль транскрипционных факторов семейства GATA в регуляции азотного и углеродного метаболизма в клетках зеленых водорослей (Чекунова Е.М.) Разнообразие Т-ДНК в природно-трансгенных льнянках (Матвеева Т.В.) Изучение опинсинтаз природных ГМО генно-инженерными методами  (Матвеева Т.В.)

Научный центр мирового уровня “Агротехнологии будущего”.
Лаборатория генной и клеточной инженерии растений кафедры и генетики и биотехнологии СПбГУ является участником Научного центра мирового уровня “Агротехнологии будущего”. 

Научный центр создан в 2020 году в рамках национального проекта «Наука» в формате консорциума крупнейших институтов, ведущих исследования и разработки в области сельского хозяйства. 
В рамках этого проекта сотрудники и студенты лаборатории генной и клеточной инженерии растений проводят исследования по целому ряду направлений:

Изучение роли генов-регуляторов меристем в контроле признаков продуктивности растений Выявление и редактирование генов, регулирующих регенерацию растений Поиск и изучение природно-трансгенных растений Раскрытие наследственного потенциала ржи с помощью молекулярно-генетических технологий
Исследования проводятся с использованием арсенала современных методов, и генно-инженерных манипуляций с целевыми генами с целью повышения и снижения уровней экспрессии, а также методов генетического редактирования. В качестве объектов исследований выступают как “модельные” растения (люцерна слабоусеченная Medicago truncatula), так и используемые в сельском хозяйстве культуры, такие как горох, картофель, редис, свекла, рожь.

Некоторые достижения коллектива лаборатории последних лет:
Выявлен ген-стимулятор соматического эмбриогенеза у люцерны. Соматический эмбриогенез – это процесс формирования зародышей из соматических клеток, частный случай явления регенерации. Этот процесс с разной эффективностью происходит у разных растений: повышенная способность к соматическому эмбриогенезу и регенерации в целом зависит от генотипа растения. Эффективность соматического эмбриогенеза и регенерации во многих случаях определяет успешность получения трансгенных растений, а также получение форм с редактированными вариантами генов. Соматический эмбриогенез также лежит в основе микроклонального размножения.

Tvorogova, V.E., Fedorova, Y.A., Potsenkovskaya, E.A. et al. The WUSCHEL-related homeobox transcription factor MtWOX9-1 stimulates somatic embryogenesis in Medicago truncatula. Plant Cell Tiss Organ Cult 138, 517–527 (2019). https://doi.org/10.1007/s11240-019-01648-w

Обнаружены десятки видов природно-трансгенных растений, содержащих вставку генов Т-ДНК агробактерий. Выявление природно-трансгенных растений, используемых в пищу и как лекарства тысячелетиями – важный аргумент в поддержку ГМО.  

Matveeva, T.V., Otten, L. Widespread occurrence of natural genetic transformation of plants by Agrobacterium. Plant Mol Biol 101, 415–437 (2019). https://doi.org/10.1007/s11103-019-00913-y

Выявлен новый ген, контролирующий численность симбиотических клубеньков на корнях бобовых растений в зависимости от присутствия нитрата в среде. Симбиотические клубеньки – это новые симбиотические органы на корнях бобовых растений, в которых с участием почвенных бактерий ризобий происходит фиксация молекулярного азота – его включение в состав органических соединений. Выявленный нами ген кодирует регуляторный пептид группы CLE, и повышение уровня его активности является “сигналом” для растениям о том, что в среде присутствует достаточное количество источника азота, и у растения нет потребности в формировании новых симбиотических органов для азотфиксации.

 

Lebedeva M, Azarakhsh M, Yashenkova Y, Lutova L. Nitrate-Induced CLE Peptide Systemically Inhibits Nodulation in Medicago truncatula. Plants. 2020; 9(11):1456. https://doi.org/10.3390/plants9111456

В работе со студентами этой программы задействованы сотрудники лаборатории генной и клеточной инженерии растений, а также других кафедр факультета, в том числе кафедры физиологии и биохимии растений, кафедры биохимии, кафедры ботаники, кафедры геоботаники, кафедры прикладной экологии. 

Программа направлена на комплексную подготовку исследователей, способных применять новейшие концептуальные подходы и самые современные методы для решения широкого спектра практических задач в области сельского хозяйства. Обучающиеся по программе получают глубокие знания в области биологии растений и специальные знания и практические навыки в области клеточных и молекулярно-биологических технологий, включая генетическую инженерию и редактирование геномов, позволяющие профессионально отвечать на вызовы в такой стратегически важной для страны области, как аграрная сфера. 

Обучающиеся могут выполнять научную работу на базе СПбГУ с его уникальными возможностями (новейшее оборудование Научного парка, богатейшие информационные ресурсы) или организаций-партнеров.  

Среди партнеров программы:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова»; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический институт им. В.Л.Комарова Российской академии наук; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии».