доктор биологических наук
Лаборатория геномики растений ИБГ УФИЦ РАН
Почтовый адрес: Россия, 450054, г. Уфа, Проспект Октября, 71, литера Е.
Телефон/факс: 8(347)2356088
E-mail: kuluev@bk.ru
Лаборатория геномики растений Института биохимии и генетики УФИЦ РАН создана в 2019 году в рамках Национального проекта «Наука».
Заведующий лабораторией – доктор биологических наук Кулуев Булат Разяпович.
Научные направления:
Впервые был определен профиль экспрессии гена ARGOS-LIKE табака в разных органах и при разных условиях среды и экзогенной обработке фитогормонами. Наиболее высокий уровень экспрессии гена ARGOS-LIKE табака был обнаружен в молодых растущих органах и цветках. Экспрессия этого гена повышалась при действии гипотермии, засоления, засухи и теплового стресса, а также при экзогенной обработке ауксинами, этиленом, метилжасмонатом и АБК. Конститутивная экспрессия гена ARGOS-LIKE способствовала увеличению объема и количества клеток мезофилла в листьях табака при нормальных условиях, а также улучшению роста корней при засолении, гипотермии и действии кадмия. Трансген ARGOS-LIKE оказывал положительное влияние на рост побегов при действии засухи и засолении.
Впервые получены трансгенные растения с повышенной экспрессией гена глутатион-S-трансферазы AtGSTF11. Конститутивная экспрессия гена AtGSTF11 в трансгенных растениях табака способствовала улучшению роста корней растений при засолении и гипотермии, а побега при нормальных условиях и действии засухи. В трансгенных растениях табака при действии засухи зафиксированы более высокие уровни содержания пролина, активности супероксиддисмутазы и каталазы, чем у дикого типа, что является биохимическим маркером повышения засухоустойчивости. Волосовидные корни табака экспрессирующие ген AtGSTF11 отличались улучшенными параметрами роста по сравнению с корнями дикого типа в нормальных условиях, а также при действии NaCl, ионов меди и теплового стресса.
На примере каучуконосных видов и форм одуванчиков кок-сагыза (Taraxacum kok-saghyz) и одуванчика осеннего (Taraxacum hybernum) были подобраны эффективные RAPD-, ISSR- и SSR-маркеры для их однозначной идентификации. Показано, что RAPD-праймеры OPD-07 и FS-10 лучше всего подходят для обнаружения межвидового полиморфизма, в то время как RAPD-праймеры FS-10, OPC-05 и OPC-08 могут использоваться для обнаружения внутривидового полиморфизма каучуконосных одуванчиков. ISSR-праймеры ISSR HB10, ISSR17 и ISSR36 оказались наиболее эффективными для выявления межвидового полиморфизма. Для идентификации форм T. hybernum с бурыми и розовыми семенами можно использовать праймеры HB10 и ISSR38. Праймеры HB10 и ISSR14 лучше всего подходят для идентификации трех изученных линий кок-сагыза. SSR-праймеры TKS0091, TKS0097, TKS0107 и TKS0110 подходят для SSR-идентификации розовосемянных и буросемянных форм T. hybernum. Также нами была изучена морфология и урожайность корней, содержание каучука и инулина, а также определена молярная масса каучука у кок-сагыза, буро- и розовосемянного T. hybernum. Наибольшую массу корней набирала розовосемянная форма Т. hybernum. Содержание каучука составило около 6% у T. kok-saghyz, 3% у обеих форм T. hybernum. Лидерами по содержанию инулина оказались T. kok-saghyz и розовосемянная форма Т. hybernum. Из всех изученных форм и видов одуванчиков молярная масса каучука превышала 1 млн г/моль только у T. kok-saghyz и розовосемянной формы Т. hybernum, то есть именно эти одуванчики продуцируют каучук наивысшего качества.
У яровых и озимых сортов мягкой пшеницы, районированных для Средней полосы России, Урала, Поволжья и Западной Сибири проведены генотипирование, анализ уровня экспрессии, секвенирование генов, ассоциированных с такими хозяйственно-ценными признаками, как хлебопекарные качества, засухоустойчивость и зимостойкость: Glu-1, Waxy, Amy, TaNAC69, TaDREB1, TabZIP60, TaWRKY19. Обнаружены новые SNP-маркеры ряда хозяйственно-ценных признаков. Методом агробактериальной трансформации получены трансгенные растения мягкой пшеницы, с конститутивной экспрессией несущие ряд целевых генов. Оптимизированы методы генетической трансформации мягкой пшеницы с использованием зрелых семянок в качестве эксплантов.
Впервые секвенирован и аннотирован полный хлоропластный геном диплоидной пшеницы Triticum sinskajae размером 136885 п.н. В составе хлоропластного генома идентифицированы области инвертированных повторов, размерами 21547 п.н. каждая, область SSC размером 12809 п.н. и область LSC размером 80982 п.н. Общая длина кодирующей последовательности – 73226 п.н. В пластоме T. sinskajae выявлено 109 структурных генов.
Исследован молекулярно-генетический полиморфизм 50 сортов и линий гороха посевного различного эколого-географического происхождения из коллекции генетических ресурсов ВИР и 10 полученных в лаборатории мутантных популяций по 12 микросателлитным локусам (AA5, AA81, AA200, AA255, AA355, AB53, AB28, AB71, AD61, AD147, D21, Hex42). На основе результатов SSR-анализа построена дендрограмма, которая позволяет визуализировать степень генетического сходства или различия сортообразцов гороха посевного, а также предоставляет дополнительную информацию селекционерам для эффективного подбора пар при гибридизации, основанной на генетической отдаленности.
В лаборатории ведутся исследования по молекулярно-генетическому анализу ржи, ряда кормовых культур, а также видов и форм липы. Проводятся работы по созданию волосовидных корней растений-продуцентов ценных метаболитов (родиола, витания, левзея, цикорий), а также получены и изучаются совместные культуры волосовидных корней моркови с микоризными грибами Rhizophagus irregularis.
Защиты докторских и кандидатских диссертаций сотрудниками лаборатории геномики растений ИБГ УФИЦ РАН в 2019-2022 г.:
Гумерова Гульнар Рафиловна – защита кандидатской диссертации на тему «Физиологические характеристики трансформированных различными способами культур корней». Дата защиты 21.02.2019 г.
Румянцев Сергей Дмтриевич – защита кандидатской диссертации на тему «Роль про-/антиоксидантной системы в регуляции устойчивости растений пшеницы к злаковой тле Schizaphis graminum Rond. эндофитами Bacillus spp.». Дата защиты 26.09.2019 г.
Кулуев Азат Разяпович – защита кандидатской диссертации на тему «Молекулярно-генетическое исследование Triticum sinskajae A.Filat. et Kurk. и филогения диплоидных пшениц». Дата защиты 03.06.2021 г.
Мусин Халит Галеевич. защита кандидатской диссертации на тему «Физиологические основы культивирования, повышения стрессоустойчивости и хранения волосовидных корней». Дата защиты 25.11.2021 г.
На основе исследовательских работ, проводимых в лаборатории получен 1 патент РФ:
Патент на селекционное достижение № 12274 Горох посевной Pisum sativum L. Памяти Попова. Патентообладатель: ФГБНУ Уфимский федеральный исследовательский центр РАН. Авторы: Гайнуллина К.П., Давлетов Ф.А., Нигматуллина Г.М., Плешков А.В. Зарегистрировано в Государственном реестре охраняемых селекционных достижений 27.06.2022 г.
Участие в конференциях
Заикина Е.А., Кулуев Б.Р. Физиолого-биохимическая характеристика сортов и линий мягкой пшеницы районированных в предуральской степной зоне при воздействии засухи и гипотермии. Всероссийская конференция с международным участием «Геномика и биотехнология для медицины и сельского хозяйства». Уфа, 30 ноября-1 декабря 2022 г. Устный доклад.
Казахский национальный аграрный университет. Утеулин К.Р., Бари Г.Т.
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР). Хлесткина Е.К., Заварзин А.А.
Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук. Чумаков М.И.
Казанский институт биохимии и биофизики ФИЦ «Казанский научный центр РАН». Минибаева Ф.В.
ФИО | Должность | Ученая степень |
Кулуев Б.Р. | Заведующий лабораторией | докт. биол. наук |
Гайнуллина К.П. | снс | канд. биол. наук |
Заикина Е.А. | нс | канд. биол. наук |
Кулуев А.Р. | нс | канд. биол. наук |
Мусин Х.Г. | нс | канд. биол. наук |
Гумерова Г.Р. | нс | канд. биол. наук |
Румянцев С.Д. | нс | канд. биол. наук |
Галимова А.А. | нс | канд. биол. наук |
Бережнева З.А. | мнс | без степени |
Баймухаметова Э.А. | мнс | без степени |
Лаборатория геномики растений ИБГ УФИЦ РАН
Почтовый адрес: Россия, 450054, г. Уфа, Проспект Октября, 71, литера Е.
Телефон/факс: 8(347)2356088
E-mail: kuluev@bk.ru