|
Laboratory of Microbiological Plant Protection
Head - Vladimir A. Pavlyushin, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Biol. Honored Science Worker of Russian Federation. phone: +7 (812) 470-51-10. e-mail: microbiocontrol@vizr.spb.ru
ACTIVITY
Major topics of scientific research:
Contracted research:
Other activities:
Current projects: RSF Project # 16-14-00005 (2016-2018). «Technologies for large scale propagation of insect pathogenic microsporidia, being agents of microbiological control of phytophagous insects». Project coordinator – Tokarev Y.S. The aim of the project is to develop technologies of large-scale cultivation of insect pathogenic microsporidia for the sake of their production for application in plant protection, either as microbial insecticides or as pathogens introduced into populations of agricultural pests. RSF Project # 18-16-00054 (2016-2018). «Recombinant mini-antibodies as an instrument of control of microsporidiosis of silkworm and honey bee». Project coordinator – Dolgikh V.V. The main aim of the project is to develop approaches based upon mini-antidobies production using phage display technology to combat dangerous diseases of domesticated insects (silkworm and honey bee) caused by microsporidia. RFBR Project # 17-04-00871-a (2012-2014). «Combination of ultrastructural and multigene phylogenetic data as a basis for creation of taxonomic system of microsporidia, the obligate intracellular parasites of animals». Project coordinator – Issi I.V. The project is the continuation of research aimed at improvement of taxonomy of microsporidia on the basis of both morphological and molecular data and creation of a non-contradictory system to combine different approaches using recent achievements of transmission electron microscopy and multigene phylogeny. Project RFBR # 18-34-00265-mol_a (2012-2014). «Study of the molecular basis of microsporidia Nosema ceranae influence on the metabolic and protective processes in the honey bee Apis mellifera». Project coordinator – Timofeev S.A. The project is aimed at examination of the role of secretory proteins of an insect parasitic microsporidium in pathological states induced in its host, the honey bee. This research is the first step in understanding of molecular mechanisms of parasite-host interactions and how to use them to protect useful insects from dangerous diseases. Recent projects: RFBR Project # 13-04-01905-а (2013-2015). « Species diversity and genetic polymorphism of entomopathogenic fungi of the genus Lecanicillium». Project coordinator – Mitina G.V. The project is aimed at development of modern molecular markers for identification of insect pathogenic fungi from the genus Lecanicillium (former complex species Verticillium lecanii), to define phylogenetic and ecological links within this fungal group. RFBR Project # 14-04-31783-mol_a (2014-2015). «Evolution of metabolism apparatus in microsporidia: a unique modification of alternative respiratory chain during adaptation to terrestrial hosts». Project coordinator – Senderskiy I.V. The project is aimed at comparative analysis of structural and functional features of the respiratory chain in microsporidia from different phylogenetic lineages, characterized by adaptation to the host of diverse ecological groups – freshwater fishes and terrestrial insects. RFBR Project # 15-04-04968-а (2015-2017). «Complex analysis of proteins involved in the relationship of microsporidia with an infected host cell, using recombinant scFv mini-antibodies and phage display technology». Project coordinator – Dolgikh V.V. The project implies development of library of recombinant mini-antibodies against total pool of cytosolic proteins of infected fat body cells of locusts with further depletion against similar pool of uninfected (control) tissue. This will yield specific (nearly monoclonal) antibodies to the multitude of proteins either secreted by the parasite or induced by the infection in the host cell. Further studies of molecules involved in parasite-host interactions with these antibodies will allow deciphering molecular mechanisms, supporting intracellular development of microsporidia. Project # 15-34-50209-mol_nr (2015). «Multigene phylogeny and molecular detection of insect pathogenic ascomycetes (Ascomycota, Hypocreales) of Northern Paleartics». Project coordinator – Tokarev Y.S. The main goal is to identify species and intraspecific forms of major groups of insect pathogenic fungi (Metarhizium, Cordyceps, Beauveria) and to analyze of main patterns of their distribution in Russia and adjacent regions. Grant of the RF president # MD-4284.2015.4 (2015-2016). «Multigene phylogeny of microsporidia, the obligate intracellular parasites of animals». Project coordinator – Tokarev Y.S. The project is aimed at comparative analysis of nucleotide sequences of different regions of genome, necessary for solution of a row of problems concerning molecular evolution and phylogeny, systematics, identification and detection of microsporidia. Contract with Coppert (Netherlands) # 51 (2016-2017). «On field trials of a metabolite formulation on the basis of insect pathogenic fungus Lecanicillium muscarium for suppression of harmful insects». Pregraduation practice and PhD studies: Semester and diploma works are being accomplished at the laboratory by the sudents of St. Petersburg State University, Bioinformatics Institute, Russian State Pedagogical University named after A.I. Herzen, Leningrad Region State University named after A.S. Pushkin and other educational institutions of St. Petersburg. During practice, students get acquainted to the main research methods exploited at the laboratory. Entering full-time or extramural doctoral studies is available for the specialties of “Entomology” and “Plant Protection”. RECENT ACHIEVEMENTS
Scientific results:
Invention patents:
Awards:
TECHNICAL BACKGROUND
Equipment The laboratory is fitted out with modern equipment for cultivation of insects (climate chambers, controlled climate rooms), microorganisms (sterile boxes, laminar benches, thermostats, shakers) and mammals (vivarium); light microscopy, molecular biology (thermocyclers, electrophoretic equipment, gel documenting inventory, spectrophotometers etc.). Besides the common devices (high- and medium-speed centrifuges with refrigeration, bucket and angle rotors; refrigerators and ultra-low freezer; electronic weight, pH-meters, aquadistiller, magnet stirrers, vortexes, 3D-shakers, peristaltic pumps, automatic pipettes etc.), the following equipment is available at the laboratory:
Main research methods:
|
Услуги института
Анализ сезонной информации о фитосанитарной обстановкеВестник защиты растений
Почвапроведение микробиологического анализа почвы (на присутствие фитопатогенных (вредных) микроорганизмов и их количественный учет);
определение остаточных количеств пестицидов в почве;
Диагностика рака картофеля в почвенных образцах: Выезд и отбор проб для определения зараженности почвы карантинными болезнями картофеля;
Диагностика золотистой картофельной нематоды в почвенных образцах;
Идентификация фитопатогенных грибов, грибоподобных организмов, нематод, вредных и полезных насекомых, с помощью световой микроскопии;
Растительный материалПроведение микробиологического анализа растительного материала (на присутствие фитопатогенных(вредных) микроорганизмов и их количественный учет)
Фитоэкспертиза растительного материала
Диагностика и определение степени зараженности картофеля болезнями в хранилище
Молекулярная диагностика возбудителей рака картофеля в растении
Диагностика золотистой картофельной нематоды в растительном материале
Идентификация фитопатогенных грибов, грибоподобных организмов, нематод, вредных и полезных насекомых, с помощью световой микроскопии;
Выявление фитопатогенных микроорганизмов в растительной ткани с помощью ПЦР с видоспецифичными праймерами;
Количественное определение токсинпродуцирующих грибов (Fusarium spp. и др.) в растительной ткани методом ПЦР в реальном времени;
Зерно и продукты переработкиОпределение микологической и бактериальной зараженности хранящегося зерна злаковых и бобовых культур, а также продуктов их переработки в зернохранилищах промышленного типа и приспособленных в хозяйствах разных форм собственности
Анализ на содержание опасных микотоксинов в зерне и продуктах его переработки
Фитоэкспертиза семенного материала
Определение вредных насекомых в зерне и продуктах его переработки
Анализ на содержание семян сорных растений в семенном материале, кормах (зерноокорм)Пестициды (биологические и химические)Комплекс аналитических исследований по определению качества препаратов, их соответствия ТУ завода - изготовителя
Испытание средств механизацииИспытание распылительных насадок для внесения средств защиты растений
Аналитика, прогнозыКонсультации о развитии и распространении доминантных видов вредных организмов с учетом агрометеорологических данных с прогнозом численности и вредоносности и рекомендациями по проведению защитных мероприятий
Услуги по определению доминантных видов вредителей по имаго и повреждениям растений (визуально и с помощью инструментальных методов):на зерновых культурах – вредная черепашка, австрийский клоп, маврский клоп, элии, злаковые тли, красногрудая пьявица, ячменная и овсяная шведские мухи, гессенская муха, обыкновенный и черный хлебные пилильщики, хлебная жужелица, хлебные жуки (жук-кузька, жук-красуля, жук-крестоносец), обыкновенная и восклицательная зерновые совки, цикадки;
на кукурузе – кукурузный мотылек, хлопковая и озимая совка, тли, цикадки; крестоцветные культуры – весенняя и летняя капустные мухи, крестоцветные блошки, капустная моль, капустная и репная белянки, капустная тля, капустная совка, капустный скрытнохоботник;
на картофеле – колорадский жук, картофельная коровка, картофельная моль, тли.
Составление технологических карт хозяйств
Диагностика вредителей, болезней и сорняков
Консультативная и методическая помощь специалистам по защите растений и агрономам по защите зерновых, овощных культур и картофеля
Фитосанитарный мониторингУслуги систематического мониторинга сельскохозяйственных угодий в целях прогнозирования фитосанитарной ситуации (на каждом конкретном поле) для установления экономической целесообразности проведения химической борьбы с вредными организмами или отмены химических обработок
Услуги дистанционного гиперспектрального фитосанитарного зондирования агроландшафтов и агроэкосистем
Оценка фитосанитарного состояния посевов и посадок сельскохозяйственных культур
Диагностика и мониторинг болезней картофеля в полевых условиях
Биоценологическая оценка применяемых методов и средств защиты растений в хозяйствах
Разработка критериев и системы принятия решений о проведении защитных мероприятий для конкретного объекта и хозяйстваОпределение потерь урожая от комплекса вредных видов для конкретного хозяйства
Разработка систем и технологий защиты полевых культур от комплекса вредных видов для конкретного хозяйства
Услуги по разработке и внедрению интегрированной экологически малоопасной системы защиты цветочных, декоративных и овощных культур от вредителей и возбудителей болезней в теплицах2Определение опасных фитофагов и мерам борьбы с вредителями на различных с.х. культурах.
Биологическая защитаКонсультации по вопросам, связанным с использованием биопрепаратов против вредных насекомыхКонсультации по вопросам биологических методов подавления адвентивной сорной растительности
Услуги по разработке зональных систем биологизированной защиты зерновых колосовых, овощных культур, кукурузы и сои от доминантных вредителей с антирезистентной направленностью
Услуги по разработке агротехнологии беспестицидной защиты зерновых колосовых культур от вредной черепашки и других хлебных клопов на основе расширенного воспроизводства энтомофагов и их дополнительного хозяина в природных экосистемах
Услуги по разработке и внедрению экологизированной системы защиты сада
Услуги по разработке и внедрению экологизированной системы защиты овощных культур
Услуги по подбору ассортимента микробиологических препаратов для защиты сельскохозяйственных культур от фитопатогенов, включая возможность их интеграции с химическими и другими средствами защиты растений
Оказание консультационных услуг по применению феромонных материалов в защите растений
Услуги биологического контроля вредителей культур защищенного и открытого грунта с элементами применения энтомофагов
2Оказание консультационных услуг по вопросам производства энтомофагов
Химическая защитаРазработка систем и технологий защиты полевых культур от комплекса вредных видов
Услуги по оптимизации ассортимента средств борьбы с сорной растительностью в конкретных условиях ведения с.х. производства
Услуги по определению резистентности у насекомых, возбудителей заболеваний, сорных трав к пестицидам
Услуги по разработке технологий повышения продуктивности и качества основных с.х. культур: озимая пшеница, подсолнечник, сахарная свекла с использованием композиций сниженных доз химических средств защиты растений, регуляторов роста и иммуностимуляторовУслуги диагностики и выполнение работ по снижению негативного воздействия и последствия гербицидов на чувствительные с.х. культурыКонсультационные услуги по подбору пестицидов исходя из их эффективности к имеющимся в хозяйстве вредным объектам.
Консультации по применению пестицидов на посевах основных с.х. культур
Другое:
Сорта и гибридыУслуги по подбору и рекомендации по закупке сортов и гибридов по их устойчивости к болезням, вредителям и пестицидам
Услуги подбора оптимальных сортов сельскохозяйственных культур для выращивания по экологически малоопасным технологиям;
Испытания и регистрацияИзучение последействия гербицидов на последующие культуры севооборотаОценка активности, спектра действия новых гербицидов и степени устойчивости к ним с.х. культур
Оценка активности, спектра действия новых фунгицидов и степени устойчивости к ним возбудителей заболеваний с.х. культур
Оценка активности, спектра действия новых инсектицидов и степени устойчивости к ним возбудителей заболеваний с.х. культур
Оценка микроорганизмов на фитотоксичность и патогенность к различным сельскохозяйственным культурам
Проведение регистрационных испытаний фунгицидов, инсектицидов, гербицидов, родентицидов, регуляторов роста растений и иммуностимуляторов
Демонстрационные испытания пестицидов
Испытания феромонных ловушек
Инновационные технологии производства и применения малоопасных биопестицидов биогенного происхождения
Изготовление образцов технических средств опрыскивания и протравливания семенного материала, диагностики и фитосанитарного мониторинга
Разработка технологий фитобиоремедиации почв, загрязненных углеводородами
Разработка технологий лабораторного производства биопрепаратов
Патент «Способ биологической защиты тепличных культур от тлей»Патент «Способ определения устойчивости злаков к насекомым, повреждающим зерно»Патент «Способ определения поврежденности зерна и муки пшеницы вредителями»Патент «Способ определения устойчивости кукурузы к стеблевому мотыльку»Патент «Способ определения устойчивости кукурузы к грызущим вредителям»Патент «Способ определения устойчивости пшеницы к вредной черепашке»Патент «Способ определения устойчивости капусты к капустным мухам»Патент «Способ сортовой идентификации пшеницы»Патент «Способ определения устойчивости кукурузы к вредителям»Патент «Способ определения устойчивости злаков к вредной черепашке»Патент «Способ определения устойчивости злаков к вредной черепашке»Патент «Способ определения устойчивости капусты к капустной тле»Патент «Способ оценки скороспелости генотипов кукурузы»Патент «Способ идентификации ингибиторов гидролаз»Патент «Способ определения устойчивости ячменя к Oscinella pusilla Meig.»Патент «Способ оценки устойчивости риса к прибрежной мухе»Патент «Способ диагностики физиологической устойчивости кукурузы к шведской мухе»Патент «Способ диагностики поврежденности зерна пшеницы сосущими вредителями»Патент «Способ определения устойчивости растений огурца к тепличной белокрылке и паутинному клещу»Патент «Способ определения устойчивости растений огурца к паутинному клещу»Электронный справочник «Сорные растения вашего хозяйства и меры борьбы с ними в разных культурах»Справочник гербария «Сорные растения вашего хозяйства на разных стадиях развития»Определение совместимости микробиологических препаратов, в т.ч. с химическими и другими средствами защиты растений, с целью применения их в сложных композиционных составов для протравливания семян и обработки вегетирующих растений от комплекса вредителей и болезней»
Консультации по рациональному размещению полевых и многолетних культур в зависимости от типовых особенностей почвенного покрова агроландшафтов.
Выделение, идентификация, скрининг, селекция
Характеристика популяций возбудителей болезней по различным маркерам (вирулентность, ДНК – полиморфизм, резистентность к фунгицидам и др.)
Устойчивость сортов и образцов ячменя к возбудителям:Сетчатой пятнистости
Темно-бурой пятнистости
Оценка устойчивости сортов и образцов пшеницы к возбудителямЖелтой пятнистости
Темно-бурой пятнистости
Стеблевой ржавчине
Оценка устойчивости сортов и образцов картофеля к фитофторозу
Оценка устойчивости сортов и образцов картофеля к карантинным объектам:Предварительная оценка сортов и образцов картофеля на устойчивость к раку картофеля
Предварительная оценка сортов и образцов картофеля на устойчивость к золотистой картофельной нематоде
Создание дигаплоидных линий ячменя методом культуры пыльников
Определение в сортах, коллекционных образцах и селекционном материале пшеницы известных генов устойчивости к возбудителям бурой и стеблевой ржавчины методами ПЦР со специфическими праймерами
Изучение генофонда устойчивости растения – хозяина (типы устойчивости, генетика устойчивости сортообразцов, источники устойчивости, в т.ч. групповой) на искусственных инфекционных фонах и приемов сохранения и продления устойчивости
Источники устойчивости сельскохозяйственных культур к комплексу болезней
Поиск сортообразцов различных с.х.культур, устойчивых к болезням и вредителям
Демонстрационные испытания сортов и гибридов
Услуги по оценке на устойчивость к вредителям (полевыми и лабораторными методами) сортов, гибридов сельскохозяйственных культур, коллекционного и селекционного материала для совершенствования селекционных программ и для включения в зональные системы интегрированной защиты:
- для зерновых культур – к шведским мухам, к гессенской мухе, вредной черепашке, злаковым тлям, красногрудой пьявице, хлебным пилильщикам;
- для картофеля и других пасленовых культур – к колорадскому жуку, к картофельной коровке, к картофельной моли;
- для капусты и крестоцветных корнеплодов – к комплексу вредителей (капустные мухи, крестоцветные блошки, капустная моль, репная и капустная белянки, капустная тля);
моркови – к морковной мухе и морковной листоблошке;
- для огурца – к паутинному клещу, табачному трипсу, бахчевой тле и тепличной белокрылке в защищенном грунте;
- для черной смородины – к смородиновому почковому клещу и реверсии
фотосъемка биологических объектов
Электронная микроскопия:Без напыления
Заморозка
Влажная камера
С напылением
Идентификация фитопатогенных грибов, Грибоподобных организмов, нематод, вредных и полезных насекомых, с помощью световой микроскопии
Экстракция тотальной ДНК из природных образцов
Амплификация и клонирование таксономически значимых участков рибосомального оперона (гены субъединиц хромосомы, межгенные области)
Определение нуклеотидных последовательностей (секвенирование) ДНК
Таксономический, филогенетический и кластерный анализ нуклеотидных последовательностей ДНК
Предоставление эталонных культур фитопатогенных грибов для целей видовой идентификации
Количественное определение токсинпродуцирующих грибов (Fusarium spp. и др.) в растительной ткани методом ПЦР в реальном времени;
Приготовление стандартных растворов ДНК видов Fusarium и Alternaria для количественной ПЦР в реальном времени
Определение биологической активности (фитотоксической, антибиотической, фунгицидной, инсектицидной, зоотоксической) экстрактов из микроорганизмов и их метаболитов (индивидуальных соединений);Выявление степени контаминации зерна микотоксинами (дезоксиниваленол, Т-2 токсин, зеараленон) методом ИФА
Выявление способности грибов рода Fusarium продуцировать микотоксины (дезоксиниваленол, Т-2 токсин) методом ИФА
Идентификация генов устойчивости пшеницы к бурой ржавчине с использованием ДНК-маркеров
Качественный и количественный анализ многокомпонентных смесей методом высокоэффективной тонкослойной хроматографииАналитическое и препаративное разделение сложных смесей химических соединений с помощью жидкостной хроматографииПрепаративное выделение биологически активных соединений микроорганизмов и их первичная идентификацияРазработка методов анализа биологически активных соединений микроорганизмов при помощи тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографииОпределение биологической активности (фитотоксической, антибиотической, фунгицидной, инсектицидной, зоотоксической) экстрактов из микроорганизмов и их метаболитов (индивидуальных соединений)
Разработка методов анализа биологически активных соединений микроорганизмов при помощи тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хромотографииПроведение хемотаксономических исследований на основ сравнения метаболитных профилей микроорганизмов
Экстракция ДНК и РНК различных микроорганизмов
Клонирование полноразмерных копий генов и их фрагментов
Синтез безинтронной копии гена в виде кДНК с последующей ПЦР-амплификацией и клонированием белок-кодирующей последовательности
Создание молекулярно-генетических конструкций и подбор условий для экспрессии и наработки рекомбинантных белков в бактериях E.coli и метилотрофных дрожжах P.pastorisПодбор условий эффективной экспрессии и наработки рекомбинантных продуктов в гетерологичных системахПодбор системы и оптимизация условий экспрессии для получения целевого белка в активном, растворимом состоянииРазработка схем выделения и очистки рекомбинантных продуктовПолучение поликлональных антител к антигенам заказчика в мышах и кроликах с последующей иммуноаффинной очисткой специфических иммуноглобулиновИммунохимический анализ белков с помощью методов иммуноблотинга и иммунофлюоресцентной микроскопииИммобилизация белков, включая антитела, на BrCN-активированной сефарозеРазработка индивидуальных схем очиски белков с помощью методов хроматографии и препаративного гель – электрофореза
Подбор олигонуклеотидных праймеров заданной специфичности дл ПЦР
Анализ содержания общего белка и отдельных белковых фракций (включая концентрирование) с помощью колориметрических и электрофоретических методов
Выявление энтомопатогенных микроорганизмов с помощью ПЦР с высокоспецифическими праймерами
Обеспечение энтомофагами с.х. предприятий
Обеспечение стартовыми и маточными популяциями энтомофагов из государственной коллекции, поддерживающейся в институте
Наработка биоматериала при помощи твердофазной и жидкофазной ферментации для выделения и анализа метаболитов микроорганизмов
Разработка методов получения инфекционного материала и его хранения с целью создания искусственного инфекционного фона или микогербицидов
Проведение научных конференций, практических семинаров по болезням, вредителям и сорным травам по различным сельхозкультурам
Проведения курсов повышения квалификации для агрономов по защите
Проведение стажировок по современным методам идентификации грибов и диагностики болезней растений;
Проведение стажировки «Использование молекулярных маркеров для оценки генетического разнообразия мягкой пшеницы по устойчивости к бурой и стеблевой ржавчинам и полиморфизма популяций гриба Puccinia triticina»;Проведение стажировки «Современные методы исследований иммунитета растений к болезням».
Школа по молекулярной диагностике генетических детерминант устойчивости зерновых культур к болезням
Школа по диагностике, мониторингу и СЗР от сорных травШкола по современным методам фитосанитарного мониторинга и прогноза
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Министерство сельского хозяйства
Российская Академия Наук
IAPPS - International Association for Plant Protection Sciences
IOBC - International Organisation for Biological and Integrated Control
РНФ
РФФИ
Web of Science
Springer
Elsevier
ProQuest
e-library
Тюменский государственный университет
Политехнический институт
Санкт-Петербургский государственный университет