Научно-исследовательская работа (НИР)

Научно-исследовательские работы Башкирского НИИСХ УФИЦ РАН, выполняемые по госзаданию:

– «Разработать научно-обоснованные технологии расширенного воспроизводства плодородия почв в системе короткоротационных севооборотов, сберегающего почвозащитного земледелия с применением современных средств защиты растений для производства экологически чистой продукции растениеводства в степных зонах Республики Башкортостан». Основной целью является выявление современных технологий применения ферментированных органических удобрений в системе воспроизводства почвенного плодородия на зерновых культурах в предуральской степной зоне Республики Башкортостан для получения экологически чистой органической продукции, изучение биологизированного севооборота и совершенствование технологии возделывания полевых культур, разработка и совершенствование технологии возделывания яровой пшеницы с применением комплекса средств защиты и растений и удобрений, выявление эффективных, экологически безопасных способов обработки почвы в полевом севообороте при применении биологических препаратов в баковых смесях в разных фазах роста и развития растений для получения устойчивых урожаев семян крупяных культур.

– «Научные основы создания новых адаптивных сортов сельскохозяйственных культур на основе комплексного изучения доноров и источников хозяйственно-полезных признаков и растительно-микробного взаимодействия для повышения продуктивности, устойчивости, качества урожая». Основная цель – создание новых сортов яровой твердой и мягкой пшеницы с высокой урожайностью и качества зерна, соответствующим  современным условиям производства, создание сортов озимой пшеницы с высоким потенциалом и качества зерна, отвечающих требованиям современного производства, создание сорта озимой тритикале зернового направления с потенциальной урожайностью 65-68 ц/га, отличающийся устойчивостью к стрессовым факторам среды и наиболее опасным болезням, обеспечивающий формирование высокой, стабильной по годам урожайности зерна с высоким хлебопекарным качеством, создание новых сортов озимой ржи с комплексом хозяйственно ценных признаков, с высоким потенциалом продуктивности и качества зерна, соответствующих современным условиям производства, создание новых технологический сортов зернового гороха, обладающего высокой и стабильной урожайностью в условиях Республики Башкортостан, создание новых сортов гречихи с высоким содержанием в надземной биомассе ценных флавоноидных соединений – рутина, квертицина и др., обладающих многосторонними лечебными свойствами, и с урожайностью не ниже урожайности районированных сортов, создать новый сорт картофеля с урожайностью 410-430 ц/га, содержанием сухого вещества 22-25%, с комплексной устойчивостью к раку картофеля, золотистой картофельной нематоде и колорадскому жуку, характеризующийся высокими вкусовыми и потребительскими качествами, адаптированный к региональным стрессовым климатическим условиям, создать скороспелый сорт суданской травы с урожайностью зеленой массы 370-420 ц/га, сена – 100-120 ц/га, семян – 27-32 ц/га, устойчивый к основным болезням и вредителям и неблагоприятным факторам среды, создать сорт люцерны с потенциальной урожайностью зеленой массы 500-550 ц/га, сухого вещества 100-120 ц, семян 3,0-3,5 ц, обладающий продуктивным долголетием, повышенной устойчивостью к засухе и воздействию других стрессовых факторов в зоне Южного Урала, создать сорт житняка ширококолосого с потенциальной урожайностью зеленой массы 205-300 ц/га, сухого вещества – 80-95 ц/га, семян – 3,5-4,0 ц/га, обладающий продуктивным долголетием, устойчивостью к засухе и другим стрессовым факторам среды в зоне Урала, создать сорт ежи сборной урожайностью сухого вещества 40-52 ц/га, семян 5,0-5,5 ц/га, устойчивый к неблагоприятным условиям среды, болезням и вредителям, вывести новые сорта яблони, груши, смородины и винограда обладающих надежной экологической адаптацией, высокой урожайностью и устойчивостью к заболеваниям в условиях Республики Башкортостан, экспериментальное обоснование формирования продуктивности и устойчивости растений сельскохозяйственных культур в ассоциации с эндофитными бактериями.

– «Научное обоснование совершенствования хозяйственно-полезных признаков и качества здоровья сельскохозяйственных животных и птицы в Республике Башкортостан на основе современных селекционно-генетических и биотехнических методов». Основная цель – научное обеспечение повышения генетического потенциала башкирской породы лошадей по молочной и мясной продуктивности, срокам хозяйственного использования кобыл, оценке жеребцов-производителей по качеству потомства и росту, развития и сохранности жеребят в условиях лесной зоны Республики Башкортостан, разработка научно-обоснованных параметров увеличения долголетия и пожизненной продуктивности коров в молочном скотоводстве, изучение использования ДНК-технологий в совершенствовании воспроизводительных, продуктивных и технологических качеств крупного рогатого скота, выведение высокопродуктивных гибридов гусей тяжелого типа и разработка технологических параметров их выращивания, обеспечивающих повышение продуктивности на 10-12% и уровень рентабельности отрасли на 8-14%, разработка системы полноценного кормления и определение эффективности использования цеолитов Тузбекского месторождения в рационах овец и кормовых добавок пробиотического действия, обеспечивающих потребность животных в необходимых элементах питания, повышающих продуктивность на 10-15%, рентабельность отрасли 10-12 %, научное обеспечение повышения молочной и мясной продуктивности крупного рогатого скота путем улучшения сбалансированности и питательности рационов, увеличения переваримости и усвояемости питательных, минеральных и биологически активных веществ, поиск новых лечебно-профилактических препаратов, являющихся антиподами заразного начала (специфических микроорганизмов) заболеваний животных, в перспективе заменяющих антибиотики.

В рамках Программы фундаментальных научных исследований Российской Федерации на 2021-2030 годы по государственному заданию в ИБГ УФИЦ РАН разрабатывались 3 темы, соответствующие следующим приоритетам научно-технологического развития Российской Федерации:

– Переход к персонализированной медицине, высокотехнологическому здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных);

– Переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, разработка и внедрение систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, хранение и эффективная переработка сельскохозяйственной продукции, создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания.

Тема «Молекулярная организация генома человека, технологии его исследований и механизмы фармакологической регуляции функционирования в норме и при патологии».

Целью разработки данной темы являются изучение генофонда народов Центральной Евразии, направленное на познание их этногенеза, молекулярных основ и геногеографии наследственной патологии; исследования, направленные на изучение роли структурно-функциональной вариабельности кодирующих и некодирующих областей генома в старении и заболеваниях, ассоциированных с возрастом и образом жизни, а также на разработку новых амплификационно-опосредованных способов анализа короткоцепочечных нуклеиновых кислот in vitro; изучение патофизиологических механизмов формирования нарушений адгезионной и миграционной способности опухолевых и иммунных клеток и разработка подходов к фармакотерапевтической коррекции.

Исследования молекулярно-генетических основ моногенных и многофакторных заболеваний с использованием методов секвенирования нового поколения, в сочетании с популяционным подходом, представляют существенные возможности для решения основных вопросов их патогенеза и лечения, молекулярной эпидемиологии, и способствуют разработке новых эффективных подходов персонализированной медицины. Проблема старения, активного долголетия и формирования сложнонаследуемых заболеваний, ограничивающих продолжительность жизни – одна из актуальных медико-биологических научных проблем. Взаимосвязь изменений, происходящих в организме человека по мере его старения на различных уровнях организации и координации жизненных процессов, с этиологией и патогенезом возраст-зависимых заболеваний до сих пор остается мало понятной. Необходимы углубленные исследования молекулярно-генетических основ старения, долголетия и ассоциированных с возрастом физиологических и клинических фенотипов. На протяжении последних лет получены сведения о вовлеченности некодирующей РНК, в частности lncRNA, в регуляцию экспрессии генов, стабильности генома, в контроль базовых биологических процессов, в координацию процессов развития многоклеточного организма, в осуществление его физиологических функций и в формирование предрасположенности к патогенетическим реакциям и заболеваниям. Исследование некодирующих РНК открывает новые перспективы в познании природы старения и этиопатогенеза ассоциированных с возрастом и образом жизни заболеваний. К настоящему время накоплены убедительные данные о нарушениях адгезии клеток как одного из основных патофизиологических механизмов опухолевой инвазии, метастазирования и воспаления. Актуальным направлением исследований в этой области является выявление эндогенных модуляторов процессов адгезии и миграции опухолевых и иммунных клеток и изучение механизмов, опосредующих реализацию модулирующего эффекта. Исследования в рамках НИР направлены на выявление рецепторов нейромедиаторных аминокислот, участвующих в регуляции адгезионной и миграционной активности иммунных и опухолевых клеток, а также внутриклеточных путей сигнальной трансдукции, опосредующих данный эффект. Кроме того, предполагается изыскание новых соединений природного и синтетического происхождения, способных влиять на процессы адгезии и миграции. Достижение поставленной цели позволит выявить молекулярные мишени, целевое блокирование или активация которых позволит перейти к управлению адгезионной и миграционной способностью иммунокомпетентных и опухолевых клеток.

На основе сравнительного анализа геномных данных «древней» и современной ДНК человека с территории Северной Евразии будут получены новые сведения о формировании генофонда населения региона. Секвенирование ряда ответственных генов в семьях с неустановленной генетической причиной моногенных заболеваний (болезни Вильсона- Коновалова, незавершенного остеогенеза, торсионной дистонии) позволит идентифицировать нуклеотидные варианты, обусловливающие их развитие. Будут получены новые сведения о генетических и эпигенетических факторах риска развития многофакторных заболеваний: аллергических заболеваний, в том числе бронхиальной астмы; остеоартроза; рака молочной железы и яичников; рака почки; мелкоклеточного рака легких; рака шейки матки; аффективных расстройств, агрессивного поведения, а также будет исследована роль генетических факторов в формировании когнитивных функций мозга. С целью идентификации информативных предикторов рассеянного склероза исследуется роль генов регуляторов транскрипции и контроля клеточного цикла в формировании наследственной предрасположенности к данному заболеванию в различных этнических группах населения Республики Башкортостан. Будут получены приоритетные данные о рецепторах и внутриклеточных путях сигнальной трансдукции, опосредующих эффекты нейромедиаторных аминокислот на адгезию иммунных и опухолевых клеток к эндотелию в условиях моделирования его повреждения. Идентифицируются новые фармакологически активные вещества – агонисты/антагонисты рецепторов глутамата и рецептора GPR35, оказывающие влияние на адгезию клеток. Разрабатываются способы выделения из растительных источников труднодоступных флавоноидов, обладающих противоопухолевыми свойствами; новые оригинальные способы химических трансформаций биологически активных флавоноидов, выделяемых из представителей флоры России в направлении к новым производным этих метаболитов, включая комплексы с переходными металлами и «гибридные» молекулы, обладающие потенциальными противоопухолевыми свойствами. Результаты исследований генетических причин развития моногенных заболеваний и генетических и эпигенетических факторов развития наследственных и многофакторных заболеваний используются при медико-генетическом консультировании семей, с возможностью пресимптоматической и пренатальной ДНК-диагностики, а также для дальнейшей разработки новых лекарственных препаратов, новых подходов персонализированной медицины. Комплексный анализ экспериментальных данных и анализ in silico облегчит идентификацию геномных маркеров многофакторных заболеваний, ограничивающих продолжительность жизни. Будут разработаны новые методы и технологии амплификации и детекции нуклеиновых кислот, предложены новые способы количественной оценки содержания нуклеиновых кислот в биологических образцах разных типов, созданы новые виды молекулярных и наноструктурированных инструментов на основе олигонуклеотидов.

Тема «Молекулярные механизмы адаптации организмов к окружающей среде»

Работа направлена на выявление молекулярных механизмов адаптации хозяйственно-значимых организмов к различным стрессовым факторам окружающей среды и оценку реализации их биологического потенциала с участием симбиотрофных микроорганизмов и средств защиты растений в быстро меняющихся климатических условиях и под воздействием патогенов.

Проблема понимания работы молекулярных механизмов адаптационного потенциала хозяйственно-значимых организмов, формирующих у них устойчивость к быстро меняющимся условиям окружающей среды и воздействию патогенов различного таксономического уровня можно считать одним из крайне важных задач современной биологии, позволяющей в последствии искусственно регулировать его с помощью симбиотрофных и мутуалистических микроорганизмов, а также современных, экологически безопасных средств защиты в сторону большей продуктивности. Принципиально новым подходом к решению проблемы является положение, согласно которому молекулярные механизмы повышения устойчивости организмов необходимо рассматривать в системе метабиома, имеющего в качестве составляющего как геном самого организма, так и его симбиотрофов. Формирование ответных реакций организма на меняющиеся условия окружающей среды и внедрение патогенов в системе метабиома остается не исследованным. Вместе с тем молекулярно-генетические основы адаптации хозяйственно-значимых организмов к различным стрессовым ситуациям определяются комплексом физиолого-биохимических реакций, индуцируемым рядом сигнальных молекул. Кроме того, остается не оцененным направление по изучению способности метаболитов хозяина и симбиотрофов пептидной и гормональной природы индуцировать комплексную устойчивость организмов к стрессам. Учитывая важность фундаментальных и прикладных аспектов изучения механизмов устойчивость организмов к стрессам на молекулярно-биохимическом уровне планируемые исследования являются актуальными. Исследование соответствует приоритетным направлениям Стратегии научно-технического развития Российской Федерации (H4) и направлено на формирование экологически чистой среды обитания человека.

Исследования позволяют определить влияние факторов вирулентности патогена Stagonospora nodorum на гормональную и про-/антиоксидантную системы растений пшеницы в норме и в условиях формирования взаимоотношений с растений с эндофитами рода Bacillus. Осуществляется поиск молекулярных детерминант, определяющих патогенность Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, и выявляются сигнальные пути, активирующие гены защитных белков в растениях картофеля при инфицировании патогенами и бактериями Bacillus. Определяется эффективность эндофитных бактерий и штаммов Rhizophagus irregularis в симбиозе и устойчивости растений к стрессам, изучается влияние липопептидов Bacillus spp. на проникающую способность регуляторов роста и устойчивость растений, влияние регуляторов роста на рост и устойчивость растений картофеля к фитопатогенам. Изучается важная роль брассиностероидов в реализации физиологического действия цитокининов при дефиците влаги, а также фитогормонов в регуляции модификации клеточной стенки корней пшеницы и ячменя при осмотическом стрессе и исследуется характер взаимодействия бактерий-эндофитов B. subtilis с агглютинином зародыша пшеницы в регуляции лигнификации клеточных стенок корней пшеницы в условиях засухи, а также проводится анализ изменений экспрессии генов дегидринов в проростках пшеницы при дефиците влаги в растениях. Исследование закономерностей распределения полиморфных групп «островков симбиоза» в геномах клубеньковых бактерий внутри группы перекрестной инокуляции, поиск и клонирование генов модуляции симбиоза Pseudomonas spp. покажет их влияние на симбиоз псевдомонад с растениями. Оценка экспрессии CRISPR-редактированных генов стрессоустойчивости Капустных и Пасленовых определит их влияние на устойчивость растений к стрессам.  Секвенирование, расшифровка и анализ генома темной лесной пчелы и его сравнение с геномом итальянской пчелы из генбанка обеспечит выявление молекулярно-генетических маркеров хозяйственно-полезных признаков уральской популяции Apis mellifera и определение особенностей экспрессии генов нейропептидов, ответственных за состояние иммунитета. Определяются биологические свойства липового меда как один из механизмов общественной устойчивости Apis mellifera. Оценивается распространенность нозематоза в связи с импортом пчелиных семей на территорию России.

Создается коллекция эндофитных штаммов бактерий Bacillus ssp. с различными свойствами, в том числе обладающие фугицидными, инсектицидными и иммуномодулирующими свойствами. Полученные данные расширяют понимание фундаментальных механизмов адаптации и устойчивости растений и насекомых в условиях изменяющихся условий среды и способствуют разработке биопрепаратов для внедрения в экологически-ориентированные технологии культивирования растений в условиях меняющегося климата. Изолированные популяции чистопородной темной лесной пчелы будут служить селекционным материалом в практике пчеловодства. Данные по белково-аминокислотному составу меда могут быть использованы в поиске сортов мёда с терапевтическими свойства. 

Тема «Поиск новых функциональных ДНК-маркеров хозяйственно-ценных признаков культурных растений»

Целью исследований является получение новых фундаментальных знаний и развитие прикладных исследований в области изучения молекулярных маркеров продуктивности и стрессоустойчивости культурных растений. Кроме поиска и исследования ДНК-маркеров ставится цель использовать различные гены в генной инженерии и геномном редактировании для увеличения продуктивности и стрессоустойчивости культурных растений.

Поиск ДНК-маркеров имеет большое значение для убыстрения селекции и повышения его эффективности. Наиболее актуальными проблемами современного сельского хозяйства являются абиотические стрессы и низкая урожайность. Идентификация и изучение таких ДНК-маркеров позволит уменьшить сроки селекции примерно в два раза. Генетический анализ может быть направлен также на поиск новых ДНК-маркеров хозяйственно-ценных признаков, что также повысит эффективность селекции. Более того, выявленные в ходе исследований гены могут быть использованы в биоинженерии и геномном редактировании культурных растений для увеличения их продуктивности и стрессоустойчивости. Для геномного редактирования наиболее актуально использовать метод CRISPR/Cas. Таким образом, работа по данному направлению будет включать поиск ДНК-маркеров и их изменение при помощи методов геномного редактирования, что позволит выявить функциональные ДНК-маркеры хозяйственно-ценных признаков мягкой пшеницы и гороха и испытывать их в маркер-ориентированной селекции пшеницы и гороха, ускоряя селекционный.

В последние годы в Институте механики им.Р.Р. Мавлютова ведутся исследования по трем темам государственного задания:

1. «Численные, аналитические и экспериментальные методы в многофазных, термовязких и микродисперсных системах газогидродинамики» под руководством ио директора ИМех УФИЦ РАН, канд. физ.-мат. наук Галимзянова М.Н.

На сегодняшний день по данной НИР четыре области исследования:

– «Развитие группового анализа моделей гидродинамического типа»  под руководством д-ра физ.-мат. наук, главного научного  сотрудника лаборатории дифференциальных уравнений механики Хабиров С.В.

Исследовательская работа по данному направлению включает в себя симметрийный анализ дифференциальных уравнений механики, нахождение точных решений и их классификация на основе групповых свойств, описание пространственных движений по точным решениям и выявление особенностей, приближенные решения краевых задач.

– «Гидродинамические эффекты в многофазных и термовязких средах при волновых и тепловых воздействиях» под руководством д-ра физ.-мат. наук, главного научного сотрудника лаборатории механики многофазных систем Урманчеева С.Ф.

Научная работа по данному направлению включает в себя исследование особенностей гидродинамической устойчивости термовязких жидкостей в неоднородном по сечению канала температурном поле, эволюции режимов течения при свободной конвекции аномально термовязких жидкостей и образование гидродинамических структур, нелинейной динамики пузырьковых кластеров в акустических полях с учетом диффузионных процессов и влияния различных сил на систему пузырьков, температурной стратификации дисперсных систем.

– «Дисперсные и микродисперсные системы в технологических процессах и медико-биологических исследованиях» под руководством канд. физ.-мат. наук, ведущего научного  сотрудника лаборатории экспериментальной гидродинамики Ахметова А.Т.

Научная работа по данному направлению включает в себя экспериментальные исследования по изучению: особенностей гидродинамики дисперсных сред, включая биологические, в микроканалах (microfluidics); распространения ударных волн в гранулированных средах с использованием зондирующих импульсов.

– «Гидродинамические процессы в газожидкостных системах в условиях ударно-волнового воздействия» под руководством д-р физ.-мат. наук , главного научного  сотрудника лаборатории механики многофазных систем Шагапова В.Ш. и   д-р физ.-мат. наук , главного научного  сотрудника лаборатории механики многофазных систем Болотновой Р.Х.

Научная  работа по данному направлению включает в себя исследование взаимодействия акустических волн с парогазожидкостными системами с учетом фазовых переходов, исследование демпфирующих свойств водной пены в условиях ударно-волнового воздействия, исследование динамики вскипающей струи водяного пара, распространения фильтрационных гидродинамических волн в трещинах, образованных при гидроразрыве пластов, находящихся в пористых пластах, гидродинамические и теплофизические основы синтеза газогидрата.

– «Акустическое исследование перегретой пузырьковой жидкости» под руководством канд. физ.-мат. наук, ио директора ИМех УФИЦ РАН, канд. физ.-мат. наук Галимзянова М.Н.

Научная работа по данному направлению включает в себя исследование взаимодействия акустических волн с перегретой пузырьковой жидкостью, анализ акустической устойчивости рассматриваемых систем в зависимости от параметров пузырьковой жидкости, определение коэффициентов прохождения и отражения волн через границу раздела в зависимости от угла падения импульсного сигнала.

2. «Развитие теории прямых и обратных задач устойчивости и колебаний в аэрогидроупругих системах» под руководством член-корреспондента РАН М.А. Ильгамова.

Научная  работа по данной НИР включает в себя исследованием механизма возбуждения гидроупругих колебаний трубопровода, распространения волн в трубопроводе, динамического взаимодействия упругих конструкций с рабочими телами (газом и жидкостью), расчетами напряженно-деформированного состояния силовых элементов энергоустановок, численными методами решения осесимметричных и плоских задач динамического взаимодействия упругих и пластических тел со средой.

3. «Управление сложными техническими объектами, действующими в условиях неопределенности и сильных возмущений» под руководством д.т.н. Даринцева О.В.

Научная  работа по данному направлению включает в себя разработку новых перспективных конструкций манипуляторов, синтез математических моделей и систем управления многозвенных роботов с управляемым изгибом; синтез новых микроманипуляционных устройств, использующих различные физические эффекты для удержания объектов; разработку математических моделей гидродинамики для микроустройств; синтез алгоритмов и программного обеспечения для эффективного управления коллективами роботов, использующих современные методы обработки данных, базирующиеся на мультипроцессорных и мультипоточных технологиях, а также виртуальных и облачных вычислительных сред; разработку новых методов реализации интеллектуальных систем планирования и управления для сложных технических объектов, учитывающих специфику областей применения и функциональные особенности предмета управления; синтез технологий использования современных типов ПЛИС в технике и технологиях.

Научно-исследовательские работы Института геологии, выполняемые по госзаданию:

– «Основные события фанерозоя: палеонтология, стратиграфия, корреляция». Основной целью является комплексное обоснование региональных биотических и абиотических события в разрезах фанерозоя Южного Урала и юго-востока Восточно-Европейской платформы на биостатиграфической основе, определение их корреляционного потенциала для сопоставления с глобальными геологическими событиями. Выявление палеогеографических связей Уральского палеобассейна и корреляция по разным группам фауны основных биостратиграфических рубежей. Обобщение новых данных по фауне фораминифер и литофациям разрезов верхнего палеозоя, кандидатов в GSSP, анализ таксономического разнообразия фораминифер. Целью работ по четвертичной системе является палеонтологическое обоснование основных интервалов стратиграфической шкалы. Для решения поставленной цели будут получены новые материалы по стратиграфическому расчленению четвертичных отложений и руководящим комплексам ископаемых (моллюски, позвоночные), а также палинологической характеристике осадков ключевых местонахождений Волго-Уральского региона.

– «Геодинамика и металлогения палеозойских магматических и осадочных комплексов Южного Урала». Проект направлен на изучение условий образования и закономерностей размещения перспективных типов эндогенного оруденения в палеозойских магматических и осадочных комплексах Южного Урала, сформировавшихся на разных стадиях геодинамического развития орогена: благороднометального и хромитового в офиолитах, колчеданного в островодужных вулканогенных формациях, медно- и золото-порфирового, связанного с островодужными и коллизионными вулкано-интрузивными ассоциациями, орогенного золотого в вулканогенно-осадочных и черносланцевых толщах, редкометального и золотого в разно-возрастных гранитоидных массивах.

– «Флюидно-магматические системы в истории развития Южного Урала (минералогия, геохимия и геодинамические обстановки формирования)». Основная цель – изучение геологического строения, минералогии, геохимии (включая благородные металлы и редкоземельные элементы) магматических пород различной формационной принадлежности палеоконтинентального и палеоокеанического секторов Южного Урала, определение их рудогенерирующего потенциала, формирующегося при образовании расплавов в мантийных условиях и при их дифференциации в промежуточных очагах в условиях активного геодинамического режима развития территории.

– «Эволюция палеогеодинамики Урала и прилегающих территорий на основе изучения состава, строения и палеомагнетизма их вещественно-структурных комплексов». Цели работы: совершенствование палеогеодинамической модели Урала и прилегающих территорий, уточнение Стратиграфических схем докембрия Урала и Волго-Уральской области, обоснование возрастных границ рифея и венда Общей стратиграфической шкалы России и корреляция основных возрастных рубежей с Международной стратиграфической шкалой;  получение новых высоконадежных палеомагнитных определений для нескольких стратиграфических уровней позднепротерозойских и палеозойских девонских пород различных тектонических зон Южного Урала, которые могут служить независимым средством оценки палеотектонических реконструкций;  теоретизация геологической науки, усовершенствование методов поиска полезных ископаемых; изучение гидрогеодинамических и гидрогеохимических условий Южного Урала и Предуралья с целью оценки ресурсов подземных вод, как важнейшего полезного ископаемого.

– «Рифейско-вендская осадочная последовательность западного склона Южного Урала: геология, геохимия, рудогенез». Целью исследования является решение дискуссионных проблем в геологической истории развития западного склона Южного Урала, касающихся пограничных средне-верхнерифейских и верхнерифейско-вендских отложений, а также минералого-геохимических особенностей и условий образования в рифейских отложениях месторождений и рудопроявлений различных полезных ископаемых (золота, флюорита, железа и др.).

Научно-исследовательские работы Института математики с вычислительным центром, выполняемые по госзаданию:

– «Алгебраические методы классификации и интегрирования нелинейных уравнений». Проект посвящен поиску новых классов интегрируемых уравнений в частных производных и их дискретных аналогов. Цель исследования: разработка новых методов построения частных решений нелинейных уравнений.  Классификация систем законов сохранения допускающих Гамильтонов оператор третьего порядка. Изучение геометрии этих систем. Геометрическая характеризация интегрируемых Лагранжианов второго порядка, установление связей со сферической геометрией. Изучение линеаризуемых и, в частности, интегрируемых по Дарбу дискретных и непрерывных гиперболических уравнений, исследование свойств ассоциированных с ними объектов (операторов, переводящих интегралы с симметрии; инвариантов Лапласа и т.д.).

– «Комплексный анализ, теория операторов, аппроксимации и приложения». Проект направлен на исследование аппроксимативных свойств полиномов, систем экспонент и воспроизводящих ядер в функциональных пространствах и тесно связанных с данной тематикой фундаментальных проблем комплексного анализа, гармонического анализа, теории линейных операторов (в частности, исследование  инвариантных относительно оператора дифференцирования  подпространств аналитических  и бесконечно дифференцируемых функций), исследование классических проблем теории дифференциальных операторов и  проблемы интерполяции суммами рядов экспонент с показателями из заданного множества в пространствах  голоморфных и  бесконечно дифференцируемых  функций с граничной гладкостью, развитие геометрической теории функций многих комплексных переменных  (теория квазиголоморфных функций,  теория Леви плоских поверхностей,  проблема униформизации комплексных многообразий с большими группами автоморфизмов), построение анализа на бесконечных пространствах и многообразиях, базирующегося на процедуре интегрирования по конечно-аддитивным мерам, инвариантным относительно групп преобразований пространства или многообразия, построение общей теории композиций независимых случайных линейных операторов, развитие теории ренормализованных решений эллиптических и параболических задач, исследование интегро-дифференциальных уравнений с переменными показателями нелинейности,  а так же нелинейных эллиптических  уравнений с различными видами сингулярностей, анализ Фурье в пространствах ультрадифференцируемых функций.

– «Асимптотический анализ и спектральная теория в задачах математической физики». Исследование влияния малых возмущений на нелинейные процессы разной природы представляет одну из интересных задач современной теории возмущений. Целью исследования является изучение серии задач математической физики. Все задачи описываются тем или иным дифференциальным уравнением, к которому добавляются различные краевые условия; последние трактуются очень широко. Общей чертой всех рассматриваемых задач является наличие одного или нескольких параметров в задаче; исследуется поведение решения или решений задач при изменении упомянутого параметра. Как правило, параметр стремится к нулю или к бесконечности. В качестве параметра может выступать, в частности, и какая-то из переменных, участвующую в исследуемом уравнении. В рамках исследований будут получены результаты асимптотического характера, характеризующие упомянутое поведение решения. В ряде случаев, на основе таких асимптотических результатов, будут описаны и некоторые качественные свойства решений рассматриваемых задач.

– «Качественные методы исследования линейных и нелинейных спектральных проблем, новые алгоритмы нахождения спектральных точек». Проект направлен на исследование нелинейных и линейных моделей и разработке теоретических подходов и алгоритмов для высокоточных вычислений соответствующих критических характеристик. Цель исследования:  разработка новых теоретических подходов для нахождения критических характеристик нелинейных и линейных моделей, исследование на основе этого корректности моделей (существование, отсутствие, единственность и устойчивость решений) и их качественных свойств, решения обратных задач, исследование нелинейных локализованных и делокализованных колебательных мод в дискретных системах с трансляционной симметрией, вывод конструктивных формул для нахождения критических характеристик, разработка новых методов диагностирования критических явлений, а также построение соответствующих алгоритмов вычисления.

Научно-исследовательские разработки Института сконцентрированы в рамках приоритетных направлений исследований в области общественных наук:

5.2.1.1. Состояние и динамика развития современного российского общества: социальная структура, социальные институты и общественное сознание, уровень и качество жизни.

5.6.2.2. Исследование новых глобальных вызовов для российской экономики и разработка системы мер реагирования на них.

5.6.3.1. Разработка теории и инструментальной базы анализа пространственной экономики; исследование закономерностей трансформации социально-экономического пространства Российской Федерации; системный анализ развития российских регионов и их взаимодействий.

5.6.6.5. Разработка математического и эконометрического инструментария, а также теоретических и методологических основ анализа, моделирования и прогноза качества и образа жизни населения: макро-, региональный и отраслевой аспект.

В рамках указанных направлений в 2021 г. завершена разработка научно-исследовательских тем:

«Технологии и инструментарий моделирования влияния трансформации человеческого капитала на пространственно-экономическое развитие территориальных систем» (№ госрегистрации AAAA-A17-117021310210-1). Научный руководитель: д.э.н., проф. Гайнанов Д.А. Период разработки: 2017–2021 гг.

 «Модели финансового управления территориями на различных стадиях их жизненного цикла» (№ госрегистрации АААА-А17-117021310212-5). Научный руководитель: д.э.н., проф. Н.И. Климова. Период разработки: 2017–2021 гг.

«Социализация экономической системы, формирующая новые траектории социального развития региона» (№ госрегистрации АААА-А17-117021310208-8). Научный руководитель: к.с.н. Каримов А.Г. Период разработки: 2017–2021 гг.  

«Нивелирование пространственной поляризации разноуровневых территориальных систем в условиях формирования технологического прорыва» (№ госрегистрации AAAA-A17-117021310209-5). Научный руководитель: д.э.н., проф. Р.Ф. Гатауллин. Период разработки: 2017–2021 гг.

«Формирование и реализация стратегических приоритетов территориальных социально-экономических систем в условиях глобальных вызовов» (№ госрегистрации AAAA-A17-117021310211-8). Научный руководитель: к.э.н., доц. В.В. Печаткин. Период разработки: 2017–2021 гг.

В настоящее время исследования Института ведутся по следующим плановым темам НИР:

«Моделирование развития территориальной системы расселения в условиях структурной трансформации экономики» (регистрационный № 122040400111-4). Научный руководитель: д.э.н., проф. Гайнанов Д.А. Период разработки: 2022 –2024 гг.

«Результативность использования общественных финансов региона» (регистрационный № 122040400127-5). Научный руководитель: к.э.н. Иванов П.А. Период разработки: 2022 –2024 гг.

«Пространственное развитие на основе активизации потенциала межрегионального и межмуниципального взаимодействия» (регистрационный № 122040400119-0). Научный руководитель: д.э.н., проф. Гатауллин Р.Ф. Период разработки: 2022-2024 гг.

«Формирование и развитие инновационной экономики региона в условиях цифровизации» (регистрационный № 122040400120-6). Научный руководитель: к.э.н., доц. Печаткин В.В. Период разработки: 2022–2024 гг.

«Интенсификация развития социального капитала региона в условиях социокультурных изменений» (регистрационный № 122040400121-3). Научный руководитель: к.с.н. Каримов А.Г. Период разработки: 2022–2024 гг.

Научно-исследовательские работы Института этнологических исследований им. Р.Г. Кузеева, выполняемые по государственному заданию в 2022-2025 гг.:

• «Культурные интеграции населения Южного Урала в древности, средневековье и Новое время: факторы, динамика, модели». Основной научной задачей проекта является реконструкция вариаций этнокультурной интеграции на территории Южного Урала в древности и средневековье на основе комплексного анализа археологических источников Башкирии. Благодаря многолетним археологическим исследованиям, специалистами накоплен огромный источниковый фонд, позволяющий сформировать картину культурогенетических процессов, происходящих в регионе в различные хронологические периоды. Программа научных работ базируется на наличии значительного количества материалов, в том числе хранящихся в фондах Музея археологии и этнографии ИЭИ УФИЦ РАН – крупнейшего археологического хранилища Южного Урала. Существенная часть важных археологических источников в полном объеме еще не введена в научный оборот. В связи с изложенным одна из основополагающих задач проекта состоит в обработке и систематизации огромного первичного материала. Научная значимость реализации проекта определяется и необходимостью рассмотрения форм интеграции, а также степени внешних влияний на этнокультурное развитие населения региона от эпохи палеометалла до Нового времени на основе археологических материалов с привлечением естественно-научных методов исследований.
• «Традиционные религии и новые религиозные движения на Южном Урале и в Приуралье: вопросы функционирования, государственно-конфессиональных и межконфессиональных отношений». Основная цель – определение характеристик функционирования традиционных и новых религиозные организаций, а также государственно-конфессиональных и межконфессиональных отношений на Южном Урале и в Приуралье. Запланирована реализация следующих задач: сбор полевых материалов в религиозных общинах, функционирующих на территории Южного Урала и Приуралья; сбор эмпирических материалов, касающихся межконфессиональных и государственных отношений; обработка и анализ эмпирических материалов, формирование и введение в научный оборот новых эмпирических и теоретических положений. Таким образом, будет реализовано определение основных векторов функционирования религиозных формирований Южного Урала и Приуралья; выявление этно-демографических и доктринальных особенностей регулярных членов религиозных общин Южного Урала и Приуралья; раскрытие особенностей государственно-конфессиональных отношений на территории Южного Урала и Приуралья; изучение проблем и перспектив межконфессиональных отношений на территории Южного Урала и Приуралья.
• «Этнические культуры Южного Урала и Приуралья: диалог традиций и новаций». Проект направлен на выявление и введение в научный оборот новых источников по этнической истории и культуре тюркских, восточнославянских, финно-угорских, других народов Южного Урала и Приуралья. Особое внимание будет уделено расширению круга изучаемых народов, проживающих в регионе. Актуализируется проблема сохранения этнических традиций и новаций в условиях глобализации общества, диалога культур крупных и малочисленных этносов, их своеобразия и общности, поиска путей достижения этнокультурного баланса. Планируется организовать полевые исследования, археографические работы, изучение и научную интерпретацию этнографических фондов музеев мира по изучаемым народам Южного Урала и Приуралья, фотоархивов, прессы прошлых столетий, визуальных источников прошлых столетий. Как и в предыдущих проектах, научные изыскания будут сопровождаться популяризацией знаний для широкой общественности, интеграцией с системой образования, сотрудничеством с учреждениями культуры. Продолжится работа по подготовке и изданию полевых дневников этнографических экспедиций чл.-корр. РАН Р.Г. Кузеева. Успешному достижению поставленных задач способствует высокая квалификация исполнителей (2 доктора и 3 кандидата наук), многолетний опыт этнографической работы.
• «Социальные основы этнополитических процессов в республиках Урало-Поволжья». Тема предполагает исследование социальных проблем, оказывающих непосредственное влияние на развитие этнополитических процессов в национальных республика Урало-Поволжского региона. Стабильность развития этнополитической ситуации в регионе, прежде всего, зависит от решения многих социально-экономических и этнокультурных проблем народов, проживающих в республиках. Полиэтничность региона, а также особый статус титульной этнической группы в одноименных республиках придают этнополитической ситуации в регионе конфликтогенный потенциал, т.к. интересы титульной группы и составляющей этнодемографическое большинство групп перекликаются в борьбе за место во властных структурах и за экономические ресурсы, составив конкурирующую площадку. Проблема этнополитического развития, особенно в национальных республиках имеет динамический характер. Предполагается исследование социальных проблем, которые порой выливаются в некое противостояние этнических групп, или же ряда национальных организаций с органами власти, или же группой титульной этничности с представителями мигрантов.
• «Историко-культурное наследие Южного Урала и Приуралья: изучение, сохранение и музеефикация». Актуальность разработки данной темы обусловлена тем, что для обеспечения доступа к музейным фондам широкого круга исследователей возникает необходимость проведения комплекса мероприятий по их оцифровке, интеграции коллекций Музея археологии и этнографии ИЭИ УФИЦ РАН в общероссийский и мировой культурный процесс, применение достижений информационных технологий и новых форм доступа к культурным ценностям, обеспечение обмена посредством создания интерактивных мультимедийных коллекций музея. Тема НИР реализуется на базе Института этнологических исследований им Р.Г. Кузеева УФИЦ РАН. Уникальность института в том, что все научные сотрудники Института, одновременно являются специалистами в области музейной работы. Они обладают опытом разработки концепций и структуры музейных экспозиций, сбора новых археологических и этнографических экспонатов в ходе научных экспедиций, учета, хранения и организации временных выставок, в том числе выездных, владеют современными технологиями. В институте накоплен опыт разработки и проведения международной выставки «Золотые олени Евразии», организованной на основе коллекций сарматской эпохи из собраний Музея. Выставка побывала в Милане (Италия), Нью-Йорке (США), С.-Петербурге, Москве, Уфе, Оренбурге и везде пользовалась большим успехом. Помимо сарматского золота, фонды музея располагают многими другими уникальными экспонатами, которые могут быть представлены широкой общественности (Стерлитамакский метеорит, скелет мамонта и пр.).

В настоящее время Институт работает над следующими темами НИР в рамках Государственного задания:

«Социокультурные процессы на Евразийском пространстве с древнейших времен до современности»

«Развитие и лексико-грамматическое исследование корпуса письменных текстов башкирского языка»

«Сохранение и развитие этнокультурного и языкового многообразия республик как условие укрепления российского федерализма»

За последние 10 лет ИИЯЛ УФИЦ РАН проводил исследования в рамках 48 грантов РГНФ и РФФИ, 4 международных грантов. Дополнительные источники финансирования позволили Институту организовывать экспедиции, отправлять сотрудников в командировки с целью сбора материала; расширились возможности по приобретению оборудования.

В 2022 г. выиграно 2 гранта РНФ:

«Фольклор башкир РФ в записях середины ХХ и начала XXI в.: сравнительное исследование» (2022-2023). Руководитель-Г.Р. Хусаинова).

«Комплексная реконструкция освоения горных степей Южного Урала от эпохи камня до Нового времени (социокультурные и природные трансформации)». Руководитель — Н.С.Савельев.

ИИЯЛ УФИЦ РАН активно участвовал в выполнении федеральных и региональных целевых программ научных исследований:

С 2009 г. ИИЯЛ УФИЦ РАН участвовал в 8 проектах в рамках 3 программ Президиума РАН и ОИФН РАН.

Среди выигранных Институтом региональных программ нельзя не упомянуть получение в 2008 г. республиканского Госконтракта на выполнение НИР в период 2008-2012 гг. по подготовке и изданию «Истории башкирского народа» (в 7 томах с приложениями).

Имеет место рост публикационной активности. Число статей в журналах, индексируемых в базе данных WOS и SCOPUS,  возросло с 17 в 2019 г. до 38 в 2021 г. КПБР вырос с 4,9 на одну ставку научного сотрудника в 2019 г. до 6,7 в 2021 г.

Лабораторией лингвистики и информационных технологий (зав. к.ф.н. З.А.Сиразитдинов) велись работы в рамках создания национального корпуса башкирского языка. Следует отметить, что данный корпус с предусмотренными функциональными возможностями является единственным среди тюркских языков. Получено 5 патентов на создание баз данных. Результаты научно-исследовательской работы найдут применение в диахронных и синхронных исследованиях башкирских языковедов, в историко-сравнительных научных изысканиях тюркологов и сопоставительных исследованиях алтаистов. Материалы могут быть использованы в решении смежных с филологическим вопросов по культуре, этнографии, фольклору, искусствоведению, синтезу и анализу башкирской речи. Результаты могут быть внедрены в филологические программы высшего и средне-специального образования.

Проведена модификация полианилина путем введения алкильного, (цикло)алкенильного заместителей в ароматическое кольцо, аминогруппу, а также варьированием условий полимеризации был получен широкий ряд ранее неописанных в литературе полимеров.

Впервые предложена внутримолекулярная кислотно-катализируемая циклизация растворимых производных полианилина с получением полииндола нового типа. Это первый пример синтеза высокомолекулярного соединения индольного ряда с 1,5-присоединением мономерных звеньев, входящих в состав полимера.

Осуществлен селективный синтез новых производных метанофуллеренов на основе галогенметилкетонов в условиях реакции Бингеля. С привлечением метода DFT произведено квантово-химическое моделирование данной реакции циклопропанирования. Путем фосфин-катализируемой функционализации ядра С60 алленоатами показана возможность синтеза новых конъюгатов фуллерена С60 с содержащимся норборненовым фрагментом и обладающих улучшенной растворимостью.

Показаны различные возможности модификации тритерпеноидов, позволяющих получать новые биологически активные соединения, проявляющие умеренную активность против различных клеточных линий рака.

Разработана эффективная модификация реакции окисления по Эльбсу ароматических аминов и урацилов с применением в качестве катализаторов фталоцианинов различных металлов.

Разработка практичных синтетических подходов к простаноидам и аналогам.

Успешно выполнены синтетические изыскания, направленные на получение труднодоступных биологически активных природных соединений: антиракового действия природных макролидов эпотилонов, 15-дезокси-∆^12,14-простагландина J₂ и его С¹-этаноламида (простамиды), ∆¹²-простагландина J₂ и 15-дезокси-∆^12,14-16-(м-хлорфенокси)простагландина J₂, а также карбануклеозида Энтекавира, эффективного в nM-количествах против вируса гепатита В.

На примере клопростенола реализован химический F/E,D,J переход в ряду простагландинов, синтезирован 8F- и 9F-производные клопростенола.

Выполнен цикл работ по разработке оригинальной серии полигетерофункционализированных хлорциклопентенонов, обладающих антивирусными и противоопухолевыми свойствами.

Развиты новые подходы к β-лактамного типа антибиотикам, представлены оригинальные синтезы азетидиноновых блоков, синтезирован ряд новых высокоактивных карбапенемов.

Продемонстрированы новые аспекты химии тиено[3,2-b]пирролкарбоновых кислот, в частности, обнаружена оригинальная серия перспективных для оптоэлектроники полимерных материалов.

Исследование в области химических превращений природных соединений – ди- и тритерпеноидов, изохинолиновых и хинолизидиновых алкалоидов.

Синтез новых полифункционализированных производных лупановых тритерпеноидов, урацила, малеопимаровой кислоты и их структурных аналогов.

Получение новых производных лаппаконитина, потенциально обладающих антиаритмическими свойствами.

Поиск новых лекарственных средств для лечения инфекционных, нейродегенеративных, онкологических и др. заболеваний, а также заболеваний обмена веществ (диабет I и II типа) на основе возобновляемого растительного сырья, природных соединений (аминокислот, углеводов, жирных кислот и т.д.) и их производных.

Открыта новая реакция – образование О-изобутильных производных лактолов при низкотемпературном гидридном восстановлении 7-членных лактонов.

Впервые в практику превращений перекисных продуктов озонолиза олефинов внедрены высокоселективные реагенты – производные гидразина и гидроксиламина.

Исходя из тетрагидропирана и природных монотерпеноидов (l–ментола, Δ³-карена и (+)- и (-)-α-пиненов) разработаны эффективные синтезы N-,O-содержащих макроциклов, в том числе оптически активных, основанные на превращениях промежуточных α,ω-кетоспиртов и кетокислот первоначально в α,ω-дикетодиэфиры, а затем в целевые макрогетероциклы [1+1]-конденсацией с гидразидами α,ω-дикарбоновых кислот.

Исследована приводящая к бензоксазоцинам лактонизация N-арилсульфонил-N-(1-циклoалкен-1-илфенил)глицинов и гомологичных им N-(2-гидроксиэтил)производных и изучены некоторые аспекты атропоизомерии в продуктах циклизации с aR*,R*- и aS*,R*-стереохимией, а также зависимость соотношения этих конформеров от направления через образование новой азот-углеродной связи приводящая, наоборот, к aS*,R*-конформерам, медленно превращающимся в аналоги с aR*,R*-стереохимией.

Полученный в трехкомпонентной реакции нафтола-2 с п-толуидином и мета-бромбензальдегидом единственный продукт конденсации в модельной реакции радикально-цепного окисления проявил свойства антиоксиданта, по эффективности не уступающий ионолу.

Разработаны селективные методы синтеза b-меркаптокетонов, алкан-1,3-дионов, мочевин и тимочевин, прегетероциклических соединений в синтезе алкил(арил)сульфанилметилзамещённых 5- и 6-членных азогетероциклов,

Трехкомпонентной конденсацией бис[(алкилсульфанил)метил]мочевин с формальдегидом  и  первичными аминами получены ранее неизвестные триазинан-2-оны, перспективные в качестве пестицидов, фунгицидов, бактерицидов. Предложен однореакторный четырехкомпонентный синтез этих соединений из мочевин, формальдегида и алкантиолов. Взаимодействием 3-[(алкилсульфанил)метил]пентан-2,4-диолов с алифатическими и ароматическими альдегидами синтезированы ранее неизвестные 1,3-диоксаны с алкилсульфанилметильными фрагментами, перспективные для исследования их биологических свойств и химических превращений. Гетероциклизацией в присутствии гидразингидрата продуктов трехкомпонентной конденсации ацетоуксусного эфира и 1,3-дикетонов, формальдегида и тиолов получены пиразолоны, обладающие антиоксидантными, комплексобразующими свойствами, фунгистатической активностью. Новые экстрагенты предложены для извлечения, концентрирования и высокоселективного отделения палладия(II) от Pt(IV), Cu(II), Ni(II), Fe(III) и Al(III). Показано, что (гексилсульфанилметил)-замещенные азолы по эффективности извлечения палладия(II) из солянокислых растворов превосходят промышленные диалкилсульфиды.

– «Разработка методов и технологий оценки и мониторинга биологического разнообразия, экосистемных функций и услуг лесной растительности Южно-Уральского региона». Целью работы является совершенствование системы классификации лесной растительности для мониторинга биологического разнообразия и динамики лесного покрова Южно-Уральского региона, анализ механизмов поддержания биоразнообразия и структуры экотонных лесных сообществ, разработка методов и технологий охраны популяций редких видов растений и прогнозирования их состояния, а также оценки ресурсного потенциала лекарственной флоры Южно-Уральского региона и технологий повышения эффективности ее использования в условиях возрастающих антропогенных воздействий и изменения климата.

– «Регуляция органогенеза растений in vivo и in vitro и функционирования побегов и корней в норме и стрессовых условиях». Целью работы является комплексное изучение взаимодействия гормонов в регуляции органогенеза, роста и функционирования побегов и корней и участия гормонов в адаптации растений к условиям обитания..

– «Исследование рисков опустынивания почв в степной зоне Южно-Уральского региона: факторы, тенденции развития и разработка путей снижения отрицательных последствий». Целью работы является изучение причинно-следственных связей природных и антропогенных факторов с процессами деградации почв, ранняя диагностика, мониторинг и прогноз развития опустынивания почв Южно-Уральского региона.

– «Онтогенетические аспекты адаптации лесообразующих древесных пород при естественном возобновлении в условиях Южно-Уральского региона». Целью работы является оценка современного состояния лесных сообществ, выявление причин деградации и обоснование мероприятий по оптимизации состояния лесов на основе учета экологической видоспецифичности древесных пород, характеристики устойчивости и адаптации растений к действию экстремальных факторов среды, оценке возобновительного потенциала лесообразующих видов.

– «Бактерии и их метаболиты во взаимодействии с сельскохозяйственными растениями: потенциал для повышения адаптационных возможностей к стрессовым факторам, увеличения продуктивности и улучшения качества урожая». Целью работы является изучение воздействия бактерий и их метаболитов на устойчивость растений к стрессовым факторам различной природы, продуктивность и качество урожая.

– «Межвидовые взаимодействия в микробных сообществах и растительно-микробных ассоциациях естественных и техногенных экосистем (генетические, биохимические и биотехнологические аспекты)». Целью работы является изучение состава и разнообразия микробных сообществ природных и техногенных экосистем для выделения новых штаммов микроорганизмов, обладающих биотехнологически значимыми свойствами (стимуляция роста растений, деструкция ксенобиотиков и пр.)  и разработки на их основе биотехнологий очистки окружающей среды от антропогенного загрязнения, исследование путей конверсии бактериями хлорированных ароматических соединений и генетических структур, контролирующих этот процесс, а также изучение особенностей взаимодействия в консорциумах хитинолитических, протеолитических и амилолитических микроорганизмов и биодеградации ими различных субстратов, исследование филогенетического разнообразия и метаболической активности сообществ литотрофных и сапротрофных бактерий спелеосистем.

– Список научно-исследовательских работ, выполняемых ЮУБСИ УФИЦ РАН

в рамках госзадания в 2019 году: «Изучение, сохранение и расширение биоразнообразия растений в природе и при интродукции на Южном Урале и в Приуралье»

– Список НИР, по которым ЮУБСИ УФИЦ РАН проводились исследования в рамках фундаментальных программ Президиума РАН и отделений, федеральных целевых программ, региональных и ведомственных программ, государственных научно-технических программ Республики Башкортостан в 2019 году: Программа «Биоразнообразие природных систем. Биологические ресурсы России: оценка состояния и фундаментальные основы мониторинга» Тема: «Биоразнообразие природных систем и биологические ресурсы России», Проект: Биоразнообразие  и биоресурсы Южного Урала: мониторинг состояния, возможности использования и сохранения»

Важнейшие результаты НИР за 2015-2019 гг.:

1. На основе аллозимного полиморфизма установлены показатели генетического разнообразия кедра сибирского Pinus sibirica в условиях интродукции на южном Урале и в Башкирском Предуралье. Показана связь морфологических параметров насаждений с генетическим полиморфизмом: наиболее высокая средняя гетерозиготность генотипов установлена в высокопродуктивных лесных культурах 110-летнего возраста, а самые низкие значения гетерозиготности выявлены в лесных культурах, характеризующихся ослабленным жизненным состоянием особей. В целом показано сохранение в культурах существенной части генетического разнообразия кедра сибирского, что в комплексе с лесоводственными характеристиками свидетельствуют об успешности интродукции вида в регионе и необходимости возобновления работ по созданию лесных культур кедра сибирского на Южном Урале и в Башкирском Предуралье в промышленных масштабах.
2. Выявлены особенности биологии кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) при интродукции в Башкирском Предуралье. Показана возможность успешного выращивания посадочного материала кедра сибирского из семян местной репродукции; по длительности вегетации вид укладывается в вегетационный период района интродукции. В Башкирском Предуралье и на Южном Урале выделены участки лесных культур кедра сибирского с наивысшими классами товарности и категориями селекционной ценности для их использования в лесном хозяйстве в качестве селекционно-семеноводческой базы.
3. Впервые для Республики Башкортостан выявлена флора железнодорожных насыпей, включающая 465 видов сосудистых растений, относящихся к 59 семействам, 257 родам; показана таксономическая, биоморфологическая, эколого-ценотическая структура; установлены закономерности формирования флоры. Выявлена адвентивная фракция флоры – 166 видов (35,7%). Обнаружены 12 видов сосудистых растений, новых для территории Республики Башкортостан. Уточнено распространение редких и карантинных адвентивных растений.
4. Впервые составлен Конспект адвентивной флоры Республики Башкортостан (РБ), который содержит сведения о 457 видов сосудистых растений, относящихся к 80 семействам, 234 родам. Для каждого вида указана первая находка, все достоверно известные на сегодня локалитеты, сведения о жизненной форме, экологии, происхождении, времени и способе заноса, натурализации, ресурсных свойствах и вредоносности.
5. Установлено современное состояние популяций четырёх редких видов на территории памятника природы Троицкие меловые горы (Оренбургская область): Anthemis trotzkiana Claus. (пупавка Корнух-Троцкого), Matthiola fragrans Bunge (левкой душистый), Lepidium meyeri Claus (клоповник Мейера), Zygophyllum pinnatum Cham. (парнолистник перистый). Три из них внесены в Красную книгу Российской Федерации, один – в региональные Красные книги, два вида входят в Международный красный список МСОП. Выявлены эколого-биологические особенности и структура ценопопуляций видов. Показано, что популяции имеют низкое возобновление и невысокий уровень изменчивости и пластичности морфометрических признаков. Состояние изученных популяций вызывает опасение, необходим их дальнейший мониторинг.
6. По результатам многолетних исследований чужеродных видов растений составлены карты распространения, описана биология и экология, вредоносность 5-ти наиболее опасных инвазивных видов Республики Башкортостан: Аmbrosia trifida L., (амброзия трехраздельная), Ambrosia psylostachya DC. (амброзия многолетняя), Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen (циклахена дурнишниколистная), Heracleum sosnowskiy Manden. (борщевик Сосновского), Hordeum jubatum L. (ячмень гривастый). Эти виды наносят большой вред биологическому разнообразию региона, а также сельскому хозяйству и здоровью населения.
7. Выявлены сохранившиеся степные массивы Южного Урала. Впервые описаны 6 новых для науки о растительности ассоциаций песчаных и петрофитных степей. Установлены факторы организации степных сообществ, в том числе лимитирующие их распространение. Обнаружены 2 новых вида и более 50 новых местонахождений редких видов для региона. Составлен долгосрочный прогноз динамики ареалов сообществ с применением биоклиматического моделирования. Выполнена инвентаризация флоры и растительности на действующих ООПТ, предложены новые объекты охраны.
8. По результатам многолетних комплексных исследований, проведенных на территориях 9 уникальных меловых возвышенностей степной зоны Оренбургской области, выявлены 40 видов растений, занесенных в Красные книги различного ранга, а также 15 эндемичных видов. В наибольшей степени они обнаружены во флорах эталонных меловых массивов области – Верхнечибендинских и Троицких меловых гор. Установлено, что при усилении антропогенной нагрузки происходит снижение жизненности популяций редких видов растений. Доказана необходимость создания ООПТ на четырех меловых возвышенностях региона.
9. На основе анализа ценофлоры каменистых степей Южного и Среднего Урала выявлены 154 редких и нуждающихся в охране вида, реликта и эндемика, что составляет 20,8% всей ценофлоры. В их числе 18 видов, включенных в Красную книгу РФ. Показано, что редкие виды петрофитных степей составляют значительную долю региональных Красных книг. Наибольшее число включено в Красную книгу Оренбургской области (61 вид или 41,2% от общего числа охраняемых видов области). Выявлено произрастание 34 эндемичных видов, относящихся, преимущественно, к группе скальных и петрофитностепных эндемиков. В их числе представлены эндемики Южного и Среднего Урала (Thymus binervulatus, Astragalus silvisteppaceus, Minuartia krascheninnikovii), узколокальные эндемики Южного Урала (Onosma guberlinensis, Plantago krascheninnikovii) эндемик Подуральского плато Astragalus subarcuatus. Анализ ценофлоры выделенных типов петрофитных степей показал неоднородность редкого компонента и различную степень участия редких видов в сложении флористического состава сообществ. Полученные данные доказывают высокую природоохранную значимость петрофитных степей Южного и Среднего Урала и служат основой для формирования комплексной стратегии охраны этих сообществ.
10. Выявлены процессы инвазии Acer negundo L. (клен ясенелистный). Показано абсолютное доминирование инвазионного вида натурализующегося в пойменных лесах р. Ток на северо-западе Оренбургской области (Грачевский и Красногвардейский район): вид по численности превышает все другие пойменные древесные породы (доля участия 66.39%). Установлено значительное численное превосходство подроста A. negundo L. (130 и 178 тыс. шт./га) над другими древесными видами. A. negundo L. в поймах рек Оренбургской области отрицательно влияет на рост и возобновление местных лесообразующих видов, что ведёт к необратимым последствиям и вырождению лесов региона.
11. Разработана технология клонального микроразмножения редкого вида лука нереидоцветного (Allium neriniflorum (Herb.) Baker.), включеного в Красную книгу Российской Федерации. Выявлена морфогенетическая активность зачаточного побега, сочной чешуи и донца луковицы в культуре in vitro, проявляющаяся в способности регенерировать побеги, формирующие полноценные луковицы. Подобран состав питательной среды Мурасиге и Скуга, дополненной 2-iP 1,0 мг/л для регенерации 2-3 дополнительных побегов из зачаточного побега и сочных чешуй луковицы. Выявлена способность донца луковицы к множественному побегообразованию с коэффициентом размножения 9,0 на питательной среде Кворина-Липойвра, дополненной НУК в концентрации 0,1 мг/л. Укоренение A. neriniflorum происходит на питательной среде для мультипликации, без дополнительной гормональной стимуляции для образования корней. Достигнута высокая (98%) приживаемость растений-регенерантов при переводе их в условия ex vitro.
12. Выявлено фитоценотическое разнообразие степной растительности Зауралья Республики Башкортостан и сопредельных территорий. Разработана синтаксономия степной растительности региона. Определены пространственные особенности распределения сообществ разных синтаксонов, их флористическая и экологическая дифференциация. Установлены закономерности распределения степных видов на градиентах основных экологических факторов – увлажнения и каменистости субстрата. Оптимизирована система экспертных показателей и получена оценка природоохранной ценности степей. Разработаны предложения по охране редких типов степных сообществ региона.
13. Выявлены особенности биологии и состояние популяций редкого вида люцерны сетчатой (Medicago cancellata Bieb.), находящийся в Республике Башкортостан на северной границе ареала. Вид включен в Красную книгу МСОП, Красную книгу Российской Федерации. Показано, что большинство исследованных ценопопуляций (ЦП) отличаются невысокой плотностью (2,2–5,8 экз./м²), нормальные неполночленные, пик приходится на среднегенеративные особи; по классификации «дельта-омега» зрелыми являются 4 ЦП, 1 – стареющая; по виталитетному составу 2 ЦП – процветающие, 3 – депрессивные. Для охраны вида разработаны рекомендации по созданию памятника природы «Гора Ярыштау» в Давлекановском районе Республики Башкортостан
14. В результате изучения природных популяций редких видов из красной книги РФ Anthemis trotzkiana Claus. (пупавка Корнух-Троцкого) (14 популяций), расположенных в крупных меловых массивах Оренбургской, Самарской областей и Iris pumila L. (ириса карликовый) (11 популяций) на юге Предуралья РБ, получены данные о возрастной составе, морфометрических параметров видов. Установлено, что состояние популяций пупавки Корнух-Троцкого удовлетворительное, наиболее многочисленные популяции в Оренбургской области. Наиболее благоприятные условия для произрастания A. trotzkiana складываются в оносмово-пупавковых сообществах на Старобелогорских меловых горах. Требуется постоянный мониторинг за состоянием популяций. Для усиления охраны редкого вида рекомендовано учреждение памятника природы «Меловая гора Дюртель» в Гайском районе Оренбургской области. В популяциях Iris pumila, выявлено значительное влияние комплекса эдафо-климатических факторов и сезонных изменений на морфометрические параметры в разные годы вегетации. Состояние популяций I. pumila удовлетворительное, дополнительных мер по охране не требуется.
15. Установлено современное состояние популяций четырёх редких видов на территории памятника природы Троицкие меловые горы (Оренбургская область): Anthemis trotzkiana Claus. (пупавка Корнух-Троцкого), Matthiola fragrans Bunge (левкой душистый), Lepidium meyeri Claus (клоповник Мейера), Zygophyllum pinnatum Cham. (парнолистник перистый). Три из них внесены в Красную книгу Российской Федерации, один – в региональные Красные книги, два вида входят в Международный красный список МСОП. Выявлены эколого-биологические особенности и структура ценопопуляций видов. Показано, что популяции имеют низкое возобновление и невысокий уровень изменчивости и пластичности морфометрических признаков. Состояние изученных популяций вызывает опасение, необходим их дальнейший мониторинг.
16. Изучены 20 ценопопуляций редкого эндемика степной зоны Восточной Европы головчатки уральской Cephalaria uralensis на северном пределе ареала в Предуралье Республики Башкортостан (РБ). Большинство ценопопуляций отличаются средней плотностью (2,2 – 10,3 экз./м²) и неполночленным онтогенетическим спектром 2-х типов: левосторонним или центрированным. 13 ценопопуляций – зрелые, 3 – молодые, 1 – зреющая, 3 – стареющие. В 9 процветающих ценопопуляциях отмечено преобладание особей высшего класса виталитета, остальные ценопопуляции – депрессивные. Состояние исследованных локальных ценопопуляций C. uralensis может быть оценено как удовлетворительное, существенной угрозы исчезновения вида на территории Республики Башкортостан нет. Выявлено, что вид устойчив к выпасу в силу своей плохой поедаемости скотом, угрозу для него может представлять уничтожение его местообитаний (распашка, добыча камня и пр.) и высокие пастбищные нагрузки, резко меняющие экологические условия его обитания. На сегодня вид охраняется в РБ в 2-х ООПТ: Национальном парке «Башкирия» и заказнике «Бунинский лес», при придании статуса ООПТ еще 7 проектируемым в Предуралье памятникам природы охрана вида будет достаточно полной.