Лаборатория биологических исследований

Лаборатория биологических исследований

Заведующая лабораторией кандидат биологических наук Якименко Мария Владимировна

Фото сотрудников лаборатории нынешнего состава, 2023 г.
На снимке (слева-направо): Якименко М.В. – зав. лабораторией, к. б. н., вед. науч. сотр., Чепелева А.В. – главный специалист агроном, Сорокина А.И. – к. вет. н., вед. науч. сотр., Гутор Я.С. – лаборант-исследователь, Татаренко И.Ю. – к. с.-х. н., старший научный сотрудник, Сотникова Е.Н. – лаборант-исследователь.

Лаборатория биологических исследований была создана в 1969 году при отделе агрохимии ВНИИ сои. Специфические условия Амурской области (широкое распространение дикорастущих форм сои) и особенности культуры (возникновение симбиотических взаимоотношений с определённой группой почвенных микроорганизмов) определили основные направления исследовательской работы лаборатории: первое – изучение микрофлоры лугово-черноземовидных и бурых лесных почв Приамурья и ризосферы сои на разных агрофонах (особое внимание было уделено азотфиксирующим бактериям), рассматриваемой как фон, на котором формируются симбиотические взаимоотношения макро- и микросимбионтов, второе –  изучение дальневосточных природных популяций клубеньковых бактерий сои. Исследования по первому направлению осуществлялись под руководством и участии Тильбы Владимира Арнольдовича, ученика видного ученого в области почвенной микробиологии член-корреспондента АН БССР Семен Андреевича Самцевича; работы по второму направлению, которые выполнялись параллельно, – Бегуна Степана Алексеевича, ученика крупнейшего исследователя явления симбиотической азотфиксации, профессора, доктора биологических наук, директора ВНИИСХМ Леонида Мироновича Доросинского. Второе направление со временем стало приоритетным, так как интересы производства требовали разработки ряда проблем азотного режима питания сои. Эта бобовая высокобелковая культура в процессе онтогенеза потребляет большое количество азота, но при внесении азотных минеральных удобрений зерновая продуктивность растений, как правило, не увеличивается. Наиболее перспективным представляется стимуляция симбиотических процессов в посевах сои путем применения активных штаммов микросимбионта. Кроме того, дальневосточный соесеющий регион – единственный в России, где в почвах повсеместно распространены природные популяции клубеньковых бактерий сои.

За годы существования лаборатории изучена деятельность микроорганизмов в корнеобитаемой зоне полевых культур в связи с процессами формирования почвенного плодородия, микрофлора лугово-черноземовидных и бурых лесных почв Приамурья и ризосферы сои на разных агрофонах, выявлены доминирующие группы микроорганизмов в прикорневой зоне и на корнях сои. Проведено широкое обследование районов произрастания дикорастущей и культурной сои в Амурской области, Хабаровском и Приморском краях, установлен факт высокой активности природных популяций ризобий. Сотрудниками лаборатории в тесной связи со специалистами ВНИИСХМ (г. Санкт-Петербург) были освоены методы аналитической селекции с клубеньковыми бактериями: осуществлен подбор и усовершенствование питательных сред для выращивания этих микроорганизмов; разработаны методы оценки и идентификации штаммов ризобий выделенных в чистую культуру. В 1974 году, из природных популяций Амурской области, Бегуном С.А. выделены в чистую культуру первые штаммы клубеньковых бактерий сои медленнорастущего вида Bradyrhizobium japonicum (Jordan, 1982), в 1978 году – быстрорастущего вида Sinorhizobium fredii (Scholla, Elkan, 1984), в 2012 году – Bradyrhizobium elkanii (Kuykendall et al., 1992). Всего за годы исследований выделено из дальневосточных природных популяций ризобий и изучено свыше 2000 штаммов клубеньковых бактерий сои, в результате сформирована уникальная коллекция, включающая наиболее ценные штаммы B. japonicum, S. fredii, B. elkanii (247 штаммов). Эффективность выделяемых в чистую культуру штаммов определяется в ежегодно проводимых сотрудниками лаборатории полевых опытах на луговых черноземовидных почвах Амурской области. Наибольшее количество коллекционных штаммов выделены из почв южной зоны Амурской области, есть штаммы, выделенные из почв Еврейской автономной области, Приморского края и северо-восточной части Китая.  Более 10 коллекционных штаммов ризобий прошли испытание в Географической сети опытов страны. Они показали высокую эффективность в Казахстане, Грузии, Молдавии, Украине, Ставрополье, Хабаровском и Приморском краях, Сибири. Лучшими штаммами ризобий сои селекции ВНИИ сои пополнена коллекция Института сельскохозяйственной микробиологии, г. Санкт-Петербург, они хорошо известны в Китае, Индии, Чехословакии, Таджикистане, Узбекистане, на Украине. В ходе исследований было установлено, что коллекционные штаммы повышают семенную продуктивность сои на фоне спонтанной инокуляции до 7 ц/га, а в районах, где природные популяции отсутствуют, – до 20 ц/га.

Лаборатория биологических исследований, 1985 г.
На снимке (слева-направо): В.А. Тильба, зав. лабораторией, канд.биол.наук; С.А. Бегун, ст.н.с., канд.биол.наук.; Г.С. Пойда, тракторист; О.М. Ковалева, лаборант; О.Ю. Мельникова, лаборант; В.М. Залунина лаборант; Е.В. Садовская, м.н.с.; Л.А. Каманина, м.н.с.; Н.В. Геращенко, лаборант; опытное поле лаборатории в с. Садовое Тамбовского района Амурской области

В результате проведения фундаментальных исследования морфолого-культуральных, физиологических и основных хозяйственно-ценных признаков штаммов клубеньковых бактерий, впервые на Дальнем Востоке, получены систематические данные о закономерностях образования клубеньков на корнях сои в зависимости от типов почв, предшественников, удобрений, известкования, гербицидов, микроэлементов, комплексов почвенных обработок, изучил антигенный состав природных популяций ризобий сои. На 9 коллекционных штаммов получены патенты (СМ-42, БМ-85, КБ-11, ББ-49, ММ-117, ББ-55, ТБ-508, ТБ-467, ТБ-643), на 4 – авторские свидетельства (639а, 648а, АС-17, Бд-32). В 2010 году запатентованный штамм ризобий ББ-49, был внесён в базу «Перспективные изобретения», в 2012 – отмечен службой по Интеллектуальной собственности дипломом в номинации «100 лучших изобретений России». Зарегистрировано 5 рационализаторских предложений по методикам и технологиям использования штаммов клубеньковых бактерий в сельскохозяйственном производстве страны. Проведена работа по определению активности формирования симбиотического аппарата в зависимости от сортовых особенностей более чем у 200 сортов сои мировой коллекции, предоставленной Всероссийским институтом растениеводства. Выявлены сорта сои не образующие клубеньков на корнях, скуднорастущие формы с неэффективными клубеньками. На основе полученных сортообразцов сои (Зс и СР) с неэффективными клубеньками разработан «Способ определения размеров симбиотической азотфиксации у сои в полевых условиях», на который в 2014 году получен патент (№ 2514664). Обследование селекционного материала сои позволила рекомендовать сорта и сортообразцы для проведения селекции культуры на активность симбиоза. Работа по определению размеров симбиотической азотфиксации у сои в полевых условиях награждена Президиумом Российской Академии сельскохозяйственных наук дипломом за лучшую завершенную научную разработку 2009 года.

Параллельно с селекционной работой, под руководством и участии Бегун С.А., в лаборатории разрабатывалась технология производства и применения биопрепарата на основе лучших коллекционных штаммов ризобий. Была проделана огромная работа по проектированию и сборке специальной качалки для культивирования чистых культур ризобий, отработке производственных питательных сред, сроков хранения препарата, оптимального титра в нём ризобий, оптимально допустимого количества клеток ризобий при нанесении их на семена, сроков хранения бактеризованных семян, возможности совместного применения биопрепарата с молибденом, протравителями, стимуляторами, проведено 14 производственных опытов по испытанию биопрепарата в хозяйствах Амурской области. Итог этой работы – микробиологическое удобрения названное в честь автора – «БиоБеСтА» (свидетельство о государственной регистрации получено 8 апреля 2014 года, при поддержке инвестора АО «Аметис»), которое используется для обработки семян сои в хозяйствах Дальнего Востока.

Сотрудниками лаборатории защищены 4 кандидатских и 1 докторская диссертации.

Всего за годы работы лаборатории прошли становление и обучение свыше 100 сотрудников.

Якименко М.В. – зав. лабораторией, к. б. н., вед. науч. сотр.,

Сорокина А.И. к. вет. н., вед. науч. сотр.,

Татаренко И.Ю. – к. с.-х. н., старший научный сотрудник,

Чепелева А.В. – главный специалист агроном,

Сотникова Е.Н. – лаборант-исследователь.

Гутор Я.С. – лаборант-исследователь

Контакты: 

Якименко Мария Владимировна — заведующий лабораторией, ведущий научный сотрудник

e-mail: yamv@vniisoi.ru