Государственное задание

Темы Государственных заданий на 2024–2026 гг.

Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН в рамках выполнения государственного задания проводит научные исследования, предусмотренные Программой фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021–2030 годы) по 14 темам в рамках направлений: 1.6.1. Биология развития и эволюция живых систем; 1.6.2. Экология организмов и сообществ; 1.6.3. Биологическое разнообразие и биоресурсы; 1.6.4. Общая генетика; 1.6.7. Экспериментальная биология растений; 1.6.8. Биохимия, биофизика и структурная биология.

Поливариантность морфогенетических программ развития репродуктивных структур растений, регуляция морфопроцессов in vivo и in vitro

Номер темы: 124013100862-0
Руководитель: к.б.н. Титова Галина Евгеньевна

Настоящая работа направлена на выявление механизмов формирования многоклеточного спорогенного комплекса и реализации потенций его клеток при формировании семязачатка, оплодотворения и эндоспермогенеза у видов с нетипичным строением зародышевого мешка, эпигенетической регуляции раннего эмбриогенеза, кливажной полиэмбрионии, молекулярно-генетических основ апомиксиса, ЦМС и восстановления фертильности пыльцы, покоя семян, качества и жизнеспособности семенного потомства ряда редких видов. Полученные новые данные будут способствовать познанию закономерностей становления пластичности и надежности систем репродукции растений, и тем самым, внесут вклад в дальнейшую разработку теории репродукции. Практический аспект исследований состоит в применении фундаментальных знаний по репродуктивной биологии и эмбриологии в селекционных программах и работах по сохранению редких и ресурсных видов растений.

Молекулярные и клеточные механизмы стрессоустойчивого развития и продукционного процесса у представителей Embryophyta с различной эволюционной историей

Номер темы: 123022200048-0
Руководитель: к.б.н. Войцеховская Ольга Владимировна

Изучение основ стрессоустойчивого развития и продукционного процесса растений эволюционно древних таксонов на молекулярном и клеточном уровне с целью разработки подходов направленной регуляции морфогенеза растений, создание методической базы для молекулярных исследований регуляторных макромолекул, контролирующих морфогенез и продукционный процесс у представителей различных таксонов Embryophyta; изучение молекулярных и клеточных механизмов поддержания высокого уровня фотосинтеза и продуктивности у растений в стрессовых условиях; изучение роли состава и организации тилакоидной мембраны хлоропластов в ретроградном хлоропластном сигналинге и функционировании фоторецепторных систем растений; исследование роли автофагии в устойчивости растений к действию абиотического стресса; исследование закономерностей развития и продукционного процесса в растительных сообществах; изучение корреляции между основными анатомо-морфологическими параметрами растений в сообществах и факторами среды и выявление направлений экологической эволюции сосудистых растений; определение регуляторных генов, позволяющих влиять на рост и развитие растений с целью получения новых видов продукции, в том числе с принципиально новыми свойствами.

Структурно-функциональные и молекулярно-генетические основы развития и адаптации высших растений

Номер темы: 124020100138-4
Руководитель: к.б.н. Котеева Нурия Каюмовна

Целью реализации темы является выявление структурно-функциональных и молекулярно-генетических основ адаптациогенеза растений, включая определение путей эволюционного становления основных морфогенетических программ сосудистых растений в норме и под воздействием абиотических и биотических факторов; комплексное изучение структуры и молекулярных основ регуляции функционирования различных органов растений в связи с вопросами систематики современных и ископаемых таксонов, а также реализацией целей устойчивого развития в сельскохозяйственном производстве. Изучение адаптационных возможностей и путей становления С4-синдрома, как наиболее продуктивного типа фотосинтеза, в различных филогенетических линиях двудольных и однодольных растений.

Развитие профайлинго-метаболомных методов исследования биологических объектов

Номер темы: 124020100140-7
Руководитель: к.б.н. Шаварда Алексей Леонидович

Целью работы является дальнейшее развитие гибридного профайлинга, основанного на совместном использовании возможностей газовой и жидкостной хроматографии с масс-селективным детектированием. Будут использованы как традиционные исследования динамики состояния биологических объектов с помощью статистического моделирования корреляционной структуры метаболома, так и профайлинговые и метаболомные методы для оценки молекулярных ресурсов растений, грибов, водорослей и лишайников. Основной задачей исследования является широкий профайлинговый скрининг коллекционных фондов института с целью изучения фитохимического биоразнообразия и особенностей распределения вторичных метаболитов. Что тесно связано с разработкой методических приемов фиксации, выделения и анализа метаболомного контента. Во процессе исследования будет продолжено изучение возможностей применения данных целевой GC-MS метаболомики (стерины, тритерпеноиды) для решения различных биологических задач; выявление таксономически значимых маркеров, поиск параметров, характеризующих экологическую настройку и физиологический статус грибов и растений; развитие метаболомных моделей динамики состояния биологических систем; исследование возможностей использования метаболомного подхода к изучению состояния биологических систем надорганизменного уровня, таких как виды и популяции, литобионтные пленки, или сообщества организмов.

Эволюционные и экологические закономерности структурного и систематического разнообразия современных и ископаемых таксонов высших растений на основе коллекционных фондов Ботанического музея Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН

Номер темы: 124020100160-5
Руководитель: д.б.н. Головнева Лина Борисовна

Целью проекта является выявление эволюционных морфологических трендов, а также экологических и географических закономерностей разнообразия высших растений на материале по древесине, лубу, коре, листьям и генеративным органам в ключевых группах современных и вымерших растений. Базой для исследования являются обширные коллекции, хранящиеся в Ботаническом музее БИН РАН. В рамках проекта предполагается получить новые данные о строении вегетативных и генеративных органов растений из семейств Asteraceae, Euphorbiaceae, Polygalaceae, Brassicaceae, Boragniaceae, Caryophyllaceae, Trochodendraceae, Platanaceae, Cercidiphyllaceae, Ranunculaceae, Betulaceae.

Растительность Европейской России и северной Азии: разнообразие, динамика, принципы организации

Номер темы: 121032500047-1
Руководитель: д.б.н. Нешатаева Валентина Юрьевна

Целью данной работы является анализ видового и ценотического разнообразия, экологической приуроченности и географического распространения основных растительных сообществ Европейской России и Северной Азии; изучение особенностей структуры и динамики растительных сообществ под влиянием природных и антропогенных факторов; выявление ботанико-географических закономерностей растительного покрова отдельных регионов. Разработка типологии местообитаний и их инвентаризация для оценки их природоохранной и ресурсной значимости.

Динамические процессы в растительном покрове Арктики сценарии их развития под воздействием природных и антропогенных факторов

Номер темы: 122041100242-5
Руководитель: к.б.н. Лавриненко Игорь Анатольевич

Целью исследования является изучение и оценка динамики растительного покрова Российской Арктики под воздействием естественных и антропогенных факторов на основе документированной информации: анализ динамических процессов, регистрация современного состояния на ключевых участках и прогнозирование изменений. В связи с этим выполняется широкий спектр работ, включающих: классификацию растительности Российской Арктики, подробный анализ флоры на ключевых участках исследования, картографирование растительности и местообитаний в среднем и крупном масштабах, фитосоциологическая индикация местообитаний на основе экологических показателей синтаксонов и их комбинаций, изучение динамики растительного покрова в связи с антропогенными и климатическими изменениями, составление баз данных по экологическим показателям видов арктической флоры. Актуальность темы обусловлена необходимостью оптимизации природопользования и охраны экосистем Российской Арктики в условиях хозяйственного освоения и изменения климата с учетом их уязвимости к внешним воздействиям.

Таксономическое, экологическое и структурно-функциональное разнообразие грибов и грибообразных протистов

Номер темы: 124013100829-3
Руководитель: д.б.н. Новожилов Юрий Капитонович

Цель исследования — оценка и анализ филогений, таксономического и экологического разнообразия грибов и грибообразных протистов, а также выявление их структурно-функциональной организации и биосинтетической активности. В рамках которой будут получены новые данные об особенностях видового состава и разнообразии некоторых групп грибов и миксомицетов в природных и антропогенных экосистемах различных природно-климатических зон России и Евразии, а также Арктики; выявлены филогенетические связи, таксономические концепции и границы ряда таксонов грибов из порядков Agaricales, Auriculariales, Polyporales, Russulales и Trechisporales, Exobasidiales, Geoglossales, а также грибообразных протистов (Myxomycetes); получены новые данные о составе микобиоты Вьетнама и выявлены новые закономерности ее таксономической и пространственной структуры; продолжено развитие Коллекции культур базидиомицетов БИН РАН, включая таксономическую ревизию фонда, увеличение видового и штаммового разнообразия коллекции и повышение доступности информации о коллекционном фонде для пользователей; изучены культурально-морфологические признаки неисследованных ранее штаммов базидиальных макромицетов, влияние различных методов хранения штаммов на их рост и биосинтетическую активность; изменение биосинтетической активности неисследованных ранее штаммов, выявление закономерностей изменений метаболизма грибов под действием различных абиотических и биотических факторов и в различных физиологических состояниях; изучение влияния факторов внешней среды на способность грибов к участию в процессах биоминерализации, а также механизмов биогенной кристаллизации и биостойкости материалов к повреждающему воздействию грибов.

Сосудистые растения Евразии: систематика, флора, растительные ресурсы

Номер темы: 119031290052-1
Руководитель: д.б.н., проф. Аверьянов Леонид Владимирович

Реализация темы связана с актуальной задачей мировой науки — детальным выяснением биологического разнообразия сосудистых растений, а также их практическим применением. Для реализации поставленной цели будет проведено изучение флористического состава различных регионов внетропической Евразии (Восточная Европа, Кавказ, Центральная Азия в пределах Монголии и Китая) с подготовкой очередных томов многотомных сводок («Конспект флоры Кавказа», «Конспект флоры Восточной Европы», «Растения Центральной Азии» и др.); монографические исследования таксонов сосудистых растений внетропической Евразии, её частей и/или земного шара в целом с применением методов классической систематики, молекулярной филогенетики, цитологии, палинологии и др. методов и подходов; детальное изучение флоры Севера Европейской России, Северо-Западного региона, с разработкой мер охраны флоры, местообитаний редких видов растений и уязвимых форм растительного покрова; мониторинг флор особо охраняемых природных территорий и обследование состояния природных территорий, подвергаемых техногенным воздействиям. Проведение планомерного изучения флоры и растительности Восточного Индокитая, включая ранее недоступные горные территории Камбоджи, Лаоса и Вьетнама; биогеографическое районирование данной территории и определение важнейших центров регионального эндемизма; описание новых для науки таксонов. Осуществление методических разработок по номенклатуре водорослей, грибов и растений. Ресурсная характеристика используемых и перспективных для использования в практической деятельности дикорастущих видов флоры России.

История, сохранение, изучение, пополнение гербарных фондов Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН

Номер темы: 124020100148-3
Руководитель: д.б.н., проф. Аверьянов Леонид Владимирович

Цель исследования — осуществление комплекса работ, направленных на решение фундаментальной проблемы изучения, сохранения и пополнения уникальной в России и одной из крупнейших и ценнейших в мире гербарных коллекций растений, грибов и грибоподобных организмов Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН, которые позволят поддерживать коллекционные фонды в состоянии, необходимом для проведения на их основе исследований для всех фундаментальных и прикладных направлений наук, связанных с изучением растений и грибов, исключительно востребованных у нас в стране и за рубежом. Для реализации поставленной цели выполняются следующие задачи: 1. Пополнение коллекционных фондов Ботанического института за счет образцов, собранных в различных регионах России и зарубежных странах, а также за счет дублетных материалов из других учреждений; 2. Сохранение коллекционных фондов за счет регулярной химической обработки, термической обработки вновь поступающего материала; 3. Улучшение условий хранения гербарного материала прежде всего за счет регулярного обновления гербарных рубашек или конвертов; 4. Разбор имеющихся не инсерированных материалов с дальнейшей инсерацией и выделением дублетного материала; 5. Оцифровка вновь поступающего и инсерированного материала; 6. Создание каталогов типовых образцов, ведение электронной базы данных образцов растений и грибов; 7. Издание выпусков эксикат; 8. Изучение истории развития коллекций растений и грибов Ботанического института с созданием обзоров титульных коллекций и биографических очерков выдающихся ученых-ботаников; 9. Проведение флористических и таксономических исследований на основе коллекционных фондов.

История создания, состояние, потенциал развития живых коллекций растений Ботанического сада Петра Великого БИН РАН

Номер темы: 124020100075-2
Руководитель: д.б.н., проф. Ярмишко Василий Трофимович

В основу научно-исследовательской работы положено сохранение и пополнение уникальных живых коллекций Ботанического сада Петра Великого, поиск путей развития и сохранения интродуцированных растений на основе исторической и современной оценки состояния коллекционного фонда живых растений с учетом систематических изменений, изучения структурных, биологических и химических особенностей коллекционных растений, оптимизации комплекса защиты растений и оценки перспектив их развития. Для достижения поставленной цели будет проведен сравнительный анализ адаптационных особенностей растений, выращенных в условиях Северо-Запада России с учетом исторических и современных данных, свидетельствующих об изменениях климатических условий для произрастания; выявлена степень агрессивности чужеродных растений, являющихся потенциальными инвазионными видами; проведена ревизия отдельных таксонов коллекционного фонда Ботанического сада, показывающих объем сохраняемых видов мировой флоры. Внедрение новых биологических агентов для защиты растений позволит сохранить одну из богатейших коллекций России. При подведении итогов интродукции будут установлены перспективные виды для расширения ассортимента при ландшафтных работах на Северо-Западе России.

Ископаемые растения России и сопредельных государств: филогения, систематика, палеофитогеография и палеофлористика

Номер темы: 124013100860-6
Руководитель: к.б.н. Носова Наталья Владимировна

Изучение на современном методическом уровне морфологического, анатомического и эпидермально-кутикулярного строения листьев, генеративных структур, древесин, семян и плодов споровых и голосеменных растений из палеозойских, мезозойских и покрытосеменных растений из кайнозойских отложений России и сопредельных территорий; определение их систематического положения, а также систематическая ревизия существующих и описание новых видов. Решение ряда вопросов о происхождении и филогении отдельных таксонов и их распространения во времени и пространстве, выявление таксономического состава палеофлор. Уточнение существующих представлений о фитогеографической дифференциации ряда регионов, выявление динамики развития растительности и проведение реконструкции палеоклиматов.

Флора и систематика водорослей, лишайников и мохообразных России и фитогеографически важных регионов мира

Номер темы: 121021600184-6
Руководитель: д.б.н. Андреев Михаил Петрович

Основной целью работы является инвентаризация биологического разнообразия водорослей, цианопрокариот, лишайников и мохообразных России и фитогеографически важных регионов мира для понимания генезиса флоры, выявления закономерностей распространения. Флористические исследования охватывают территории европейской части России, Западную и Прибайкальскую Сибирь, Дальний Восток, Арктику, Казахстан, Гималаи, Антарктику. Особое внимание уделяется мониторингу криптогамной флоры полярных регионов и охраняемых природных территорий. Исследования направлены на решение планетарной проблемы сохранения биологического разнообразия и ревизию таксономического состава природной флоры криптогамных организмов.

Молекулярно-филогенетические исследования и кариосистематика цветковых растений

Номер темы: 124020100136-0
Руководитель: д.б.н., проф. Родионов Александр Викентьевич

Цель исследований — раскрытие видового разнообразия флоры Российской Федерации на основании результатов кариосистематических и молекулярно-филогенетических исследований с использованием геномных и постгеномных технологий, секвенирования высокополиморфных последовательностей ДНК ядерного и хлоропластного геномов; установление таксономических отношений между видами, определение естественных, генетически обоснованных границ между таксонами внутривидового, видового, надвидовых уровней. Использование методов секвенирования ДНК и цитогенетики для изучения путей и механизмов эволюции геномов и кариотипов цветковых растений. Исследование гипотез о дивергенции изучаемых таксонов, их месте в системе. Выявление роли межвидовой гибридизации и полногеномных дупликаций, вторичной диплоидизации генома и кариотипа в эволюции растений.