Libmonster ID: UA-1759

 Автор: И. А. ТИХОНОВИЧ

Академик РАСХН И. А. ТИХОНОВИЧ, Всероссийский научно- исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

По словам современников, в конце XIX в. агрономические знания все теснее сплетались с бактериологическими открытиями. Взгляд на почву, как на мертвую среду, уступил представлениям о том, что она - живой организм, населенный, как тогда выражались, легионами микроскопических живых существ, которые и являются главными виновниками химизма всех протекающих в ней процессов.

Свое начало в нашем Отечестве сельскохозяйственная микробиология ведет с 1891 г., когда в Санкт-Петербурге при Департаменте земельных отношений и имуществ была создана Сельскохозяйственная бактериологическая лаборатория по использованию микроорганизмов для борьбы с грызунами. Она, "удовлетворяя неотложным запросам сельских хозяев, должна была, прежде всего, взять на себя и сложную работу по реорганизации приемов бактериологической борьбы с вредителями сельского хозяйства, заключающейся, как известно, в осуществлении на деле идеи искусственного распространения среди вредных животных свойственных им повальных болезней".

У ее истоков стояли выдающиеся микробиологи К. С. Мережковский, Б. Л. Исаченко (академик с 1946 г.) и др. И хотя основным направлением по- прежнему оставались работы по "мышеубиваюшим" микроорганизмам, в этой лаборатории развернули исследования по микробиологии виноделия, сыроварения, другим актуальным вопросам. Такая деятельность сыграла огромную роль в пропаганде достижений и внедрению их в практику сельскохозяйственного производства страны.

Всесоюзный институт сельскохозяйственной микробиологии был создан в 1930 г. под руководством выдающегося биолога широкого профиля академика С. П. Костычева. Будучи физиологом и биохимиком, он

стр. 106


хорошо понимал те связи, которые существуют в природе. Вероятно, поэтому сферой интересов наших сотрудников была и остается широкая группа микроорганизмов, которая играет определяющую роль в почвообразовательном процессе, формировании агрофитоценозов, биологическом контроле ряда важнейших болезней и вредителей растений. Одна из важнейших заслуг института - постоянное привлечение в сельскохозяйственную практику новых видов бактерий и грибов, выявление их полезных функций, разработка приемов использования.

Сегодня наше учреждение - основной компонент отечественной научной школы сельскохозяйственной микробиологии. Среди его сотрудников в разное время были академики Е. Н. Мишустин, Г. А. Надсон, И. И. Самойлов, академики ВАСХНИЛ П. С. Муромцев, О. А. Берестецкий, видные ученые В. П. Израильский, Г. Л. Селибер и др. Ныне исследователи, вышедшие из наших стен, работают во многих известных лабораториях России и за ее пределами (Великобритания, Франция, Австралия, Германия, Нидерланды и др.).

Как и в начале существования, сейчас деятельность института посвящена фундаментальным вопросам микробиологии и разработкам, которые находят свое применение в сельскохозяйственном производстве. Относительно неплохая материальная база института включает среди прочего секвенатор генов, хроматографы, локальную компьютерную сеть и позволяет вести работу на современном уровне.

Принципиально новые возможности открываются в связи с участием института в международных проектах, когда объединяются усилия исследователей многих лабораторий и стран (мы сотрудничаем с учеными из Европы, США, Австралии, Японии, Южной Кореи). Часто в основе комплексных проектов лежат биологические модели, созданные у нас, что значительно поднимает престиж института. Не случайно на нашей базе проходил 10-й Конгресс по биологической фиксации азота, в котором участвовали более 700 специалистов из 72 стран, а ныне идет активная подготовка к Конгрессу по молекулярному взаимодействию микроорганизмов и растений (он состоится в Санкт- Петербурге в 2003 г.).

Одна из важнейших задач сельскохозяйственной микробиологии - выяснение роли микроорганизмов в агроландшафте, вычленение наиболее значимых видов, изучение их функций, селекции и интродукции в окружающую среду, что впоследствии позволит направленно регулировать почвенно- микробиологические процессы. В этой связи отметим, что у нас заметный прогресс достигнут в использовании ризосферных* микроорганизмов, в том числе клубеньковых бактерий, усваивающих в симбиозе с бобовыми атмосферный азот и обогащающих им почву, а также микроорганизмов, полезных для остальных растений. Мы собрали национальную коллекцию штаммов ризобактерий, в том числе характерных для растений, произрастающих не только в России, но и в различных регионах мира. Совершенствуется система их использования для инокуляции посевов. Ежегодно проводится проверка эффективности производственных и перспективных штаммов в учреждениях нашей географической сети опытов.

Изучение клубеньковых бактерий уже сегодня позволяет, используя методы генной инженерии, проводить направленное конструирование соответствующих штаммов, обладающих комбинацией хозяйственно ценных признаков: высокой эффективностью симбиоза и повышенной конкурентной способностью, а также в самое ближайшее время приступить к работам по геномному типированию активных пар "штамм-растение-хозяин".

Кроме присущих бобовым, выделена группа ризосферных микроорганизмов, применение которых на практике впервые было осуществлено в нашем институте. На их основе создано новое поколение биопрепаратов. Предварительно полезные микроорганизмы отбирали по фиксации азота на корнях небобовых растений. Но в дальнейшем было установлено: их использование позволяет существенно повысить урожай-


* Ризосфера - слой почвы, примыкающий к корням растений (прим. ред.).

стр. 107


ность сельскохозяйственных культур за счет комплексного воздействия.

Проблема микробно-растительного взаимодействия стала особенно актуальной в связи с развитием экологически устойчивого земледелия, в значительной степени основанного на оптимизации природного потенциала агрофитоценозов. При этом растения и микроорганизмы эволюционно связаны принципом разделения функций. Первые как бы доверяют ряд признаков своим сожителям. Если в процессе современного хозяйствования эта связь разрушается, то восполнять недостающие функции приходится земледельцам, что часто ведет к нарушению экологической устойчивости. Складывающиеся в ризосфере фитопатогенные отношения также в значительной степени являются единой генетической системой, в данном случае служащей интересам патогенной микрофлоры.

Снизить ущерб от фитопатогенеза можно или направленной регуляцией генетических взаимоотношений его участников, или применением полезной микрофлоры, пригодной для борьбы с почвенными инфекциями. Осознание процессов, лежащих в основе восприимчивости, или, наоборот, устойчивости культурных растений к различным болезням, позволит выработать новые подходы к выведению иммунных сортов. Это направление также развивается в институте в содружестве с Санкт-Петербургским государственным университетом. На основании полученных данных планируется начать изучение действия симбиотических бактерий на индукцию системной приобретенной устойчивости растений к патогенам (SAR). Это позволит получить штаммы эндосимбиотических и ассоциативных бактерий, пригодные для иммунизации сельскохозяйственных культур. Другая перспектива - разработка приемов практического использования штаммов в условиях как теплиц, так и открытого фунта. Для этого будет применен ранее предложенный нами метод активной селекции - в результате будут созданы организмы, сочетающие высокую колонизирующую способность, ростстимулирующую и антипатогенную активность.

Как известно со школьной скамьи, бобовые культуры формируют два типа симбиозов: с клубеньковыми бактериями и эндомикоризными грибами, играющими важную роль в минеральном питании растений-хозяев. Высокая эффективность этих систем обеспечивается специальными структурами (а также органами), изучение которых представляет большой интерес для понимания механизмов взаимодействия между партнерами - обмена молекулярными сигналами, регуляции скоординированной дифференциальной экспрессии их генов, процессов дифференцировки и дедифференцировки клеток и тканей, генезиса упомянутых структур (органов) партнеров, эволюционного становления симбиозов. В череде перечисленных проблем особое внимание уделяем созданию моделей для понимания молекулярных механизмов взаимодействия между симбионтами и выявления исходного материала для селекции гороха на повышение его потенциала совместного существования с бактериями. С этой целью проводим анализ генетического контроля бобово- резобиального и эндомикоризного симбиозов со стороны растения-хозяина: идентификацию соответствующих генов, анализ их первичной структуры, функции молекулярных продуктов.

В институте сформирована одна из крупнейших в мире коллекций идентифицированных на сегодня мутантов гороха (120) по указанным признакам. Их фенотипическая характеристика позволила идентифицировать дискретные стадии процессов развития как азотфиксирующих клубеньков, так и арбускулярной микоризы*, контролируемые различными группами генов гороха. При этом выявлено: некоторые из последних необходимы для развития обеих эндосимбиотических систем.

Детальная фенотипическая характеристика и генетическое картирование идентифицированных симбиотических генов гороха создали условия для их клонирования с целью дальнейшего анализа первичной последовательности, структуры молекулярных продуктов, регуляции экспрессии.

Ну, а поскольку, как говорилось выше, обе эндосимбиотические систе-


* Арбускулы - специализированные органы микоризных грибов, развивающиеся в корнях растений (прим. авт.).

стр. 108


мы имеют общие растительные гены и молекулярные продукты, то, значит, бобовые имеют генетическую систему, контролирующую развитие и свойственных им клубеньковых бактерий, и грибов арбускулярной микоризы. Такой вывод определил необходимость отбора гороха на эффективность указанного тройного "содружества". И оказалось, что вполне можно создавать коммерческие сорта гороха с высоким симбиотическим потенциалом.

Мониторинг почв и экология населяющих их микроорганизмов традиционно занимают важное место в работах института. Так, показано, что ряд гербицидов, попадая в корневую систему бобовых, аккумулируются в клубеньках, где их активно разлагают бактерии. Это позволило использовать аналогичный прием для биоочистки загрязненных пестицидами почв. Выделены микроорганизмы и разработаны способы, ускоряющие процессы самоочищения почвы от ядов.

Изучение процессов формирования микробного комплекса почвы под влиянием природных и антропогенных факторов инициировало разработку микробиологических методов оценки ее качества и создания системы микробиологического мониторинга почвенного покрова в агроэкосистемах.

Работы по превращению органического вещества почвы вылились в появление нового поколения удобрений на основе отходов крупных животноводческих комплексов. Они удачно сочетают стандарты минеральных агрохимикатов и экологическую безопасность традиционного навоза или торфа. Предложен также эколого-физиологический принцип оценки функционирования микробных сообществ в искусственных экосистемах. Он позволил выявить и устранить факторы, лимитирующие микробиологическое окисление органических отходов. В результате практики получили новые виды микробных удобрений, которые характеризуются высоким содержанием основных биогенных элементов и обогащены полезной микрофлорой, обладающей ростстимулирующей активностью и антагонистическим действием к фитопатогенным грибам.

Более ста лет известны микробиологические приемы борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений. Тем не менее и сегодня в мире (и в нашем институте, в том числе) не свернуты изыскания по патогенам для борьбы с насекомыми и грызунами. Выделена большая серия энтомофильных и энтомопатогенных микроорганизмов, исследованы их свойства и часть из них использована для разработки технологии производства и применения новых экологически безопасных препаратов, таких, как бактороденцид (против мышевидных грызунов), битоксибациллин (для борьбы с колорадским жуком, вредными чешуекрылыми, паутинным клещом), бактокулицид (против кровососущих комаров), бацикол (для борьбы с жесткокрылыми), актинин (против паутинного клеща) и др. Сейчас на очереди разработки, позволяющие контролировать численность вредителей при применении доз препарата, которые в сотни раз меньше ныне принятых, а также комплексных препаратов для борьбы с насекомыми и фитопатогенами одновременно.

Хорошо известная в России силосная закваска впервые произведена в нашем институте под руководством Л. А. Гардера. Сегодня - это реальная альтернатива дорогостоящим импортным химическим консервантам. Ее использование существенно повышает удои молока и широко используется в кормопроизводстве.

По инициативе академика РАСХН Л. К. Эрнста у нас начаты исследования по микробиологии пищеварения в рубце жвачных животных и разработан препарат целлобактерин, эффективный в скотоводстве, свиноводстве, птицеводстве и интенсивном рыбоводстве. Его использование позволяет значительно удешевить корма для птиц, снизить содержание дорогостоящего импортного соевого шрота в рационе птицы и даже заменить последний на более дешевые отечественные компоненты - подсолнечниковый шрот и отруби без снижения продуктивности животных.

Прослеживая более чем 100-летний период истории сельскохозяйственной микробиологии, испытывая законную гордость за проделанное, у нас есть все основания с оптимизмом смотреть в будущее, так как уверены в том, что все только начинается.


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Проблемы-Поиск-Решения-СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ-МИКРОБИОЛОГИЯ-СТО-ЛЕТ-РАЗВИТИЯ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Бельбек ТахумовContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Scientist

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Проблемы. Поиск. Решения. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ: СТО ЛЕТ РАЗВИТИЯ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 18.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Проблемы-Поиск-Решения-СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ-МИКРОБИОЛОГИЯ-СТО-ЛЕТ-РАЗВИТИЯ (date of access: 01.12.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Rating
0 votes
Related Articles
А вообще весь этот кейс с комиками во власти заставил понять, что киношный сценарий разительно отличается от реальной большой политики, где побеждает трезвый, незамутненный запрещенными веществами ум, холодный расчет и опыт – как обязательные составляющие личности, дерзающей определять путь миллионов человек.
Catalog: Разное 
Yesterday · From Naina Kravetz
Когда менять резину на зимнюю в 2021 году?
2 days ago · From Україна Онлайн
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
3 days ago · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
7 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
9 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
10 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
11 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
11 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
11 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
12 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
Проблемы. Поиск. Решения. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ: СТО ЛЕТ РАЗВИТИЯ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones