Лаборатория организована в 1973 году. За годы работы проведены фундаментальные исследования бактериальных плазмид: их молекулярно-генетической организации, функционального значения для клеток микроорганизмов, роли в микроэволюции бактерий. Разработана система классификации плазмид биодеградации псевдомонад. Изучено распространение и разнообразие плазмид бактерий рода Pseudomonas.

Руководитель чл.-корр. РАН Боронин Александр Михайлович

Основные направления 

Исследование бактериальных плазмид - их молекулярно-генетической организации, функционального значения для клеток микроорганизмов, роли в микроэволюции бактерий; разработка технологий биоремедиации почв, водоемов и акваторий; разработка  средств защиты растений.

Основные достижения

• Разработана система классификации плазмид биодеградации псевдомонад; изучено распространение и разнообразие плазмид бактерий рода Pseudomonas. Исследована резистентность к лекарственным препаратам более тысячи клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa, а также бактерий рода Pseudomonas, выделенных из неочищенных сточных вод антибиотических производств. Устойчивость к антибиотикам большинства штаммов обусловлена наличием в них конъюгативных R плазмид.

• Выделено и исследовано более ста штаммов – деструкторов полициклических ароматических углеводородов. Проведен сравнительный анализ организации генетических систем биодеградации этих соединений у штаммов флуоресцирующих псевдомонад. Изучены плазмиды, детерминирующие процессы деструкции и детоксикации разнообразных органических соединений, включая ксенобиотики. Созданы обширные уникальные коллекции плазмид, контролирующих биодеградацию нафталина, фенантрена, капролактама, хлорбензойных кислот и других ксенобиотиков. Разработана система оценки штаммов-деструкторов нефти и нефтепродуктов, позволяющая создавать эффективные биопрепараты  для борьбы с загрязнением окружающей среды.

• Изучены плазмиды, контролирующие устойчивость  к  тяжелым металлам и механизмы этой устойчивости. Сконструированы штаммы бактерий-биодеструкторов полиароматических углеводородов, устойчивые к мышьяку и другим тяжелым металлам, способные к осуществлению процессов биоремедиации в условиях смешанного загрязнения.

• На основании всесторонних исследований большой коллекции микроорганизмов – нефтедеструкторов разработан биопрепарат «МикроБак», предназначенный для улучшения и восстановления почв, водоемов и акваторий от загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Разработаны научные основы составления микробных консорциумов как основы биопрепаратов для очистки грунтов от нефти и нефтепродуктов в условиях резко континентального и жаркого аридного климата.

Нефтяное месторождение Ямало-Ненецкого АО до и после проведения очистки (июнь – август 2008)

• Проведены генетические, биохимические и молекулярно-биологические исследования уникальной коллекции ризосферных бактерий рода Pseudomonas, относящихся к группе PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), перспективной для разработки биопрепаратов для защиты растений и фиторемедиации почв.

• Изучены свойства этих бактерий, лежащих в основе механизмов стимуляции роста растений - синтез сидерофоров, растворение фосфатов, супрессия почвенных фитопатогенов за счет синтеза антибиотиков; проведено молекулярно-генетическое исследование системы, контролирующей биосинтез феназиновых антибиотиков. Разработана технология получения и практического применения препаратов-биопестицидов на основе живых клеток ризосферных псевдомонад. Разработана новая концепция биоремедиации, заключающаяся в совместном использовании растений и ризосферных микроорганизмов-биодеструкторов, обладающих способностью стимулировать рост растений.

• В результате исследований молекулярно-биологических механизмов взаимодействия PGPR Pseudomonas с фитопатогенными микроорганизмами и растениями разработаны экологически безопасные биопрепараты защитного и стимулирующего действия для растениеводства («Иммунофит» – природный продукт, стимулирует естественный иммунитет растений к болезням,  коммерческий биопрепарат для защиты растений, зарегистрированый в России под названием “Псевдобактерин-2”). Сконструированы мультиплазмидные штаммы ризосферных псевдомонад, несущие плазмиды биодеградации нафталина/фенантрена, плазмиды устойчивости к арсениту/арсенату и тяжелым металлам (Ni, Co, Zn, Cd).

• Разработана стратегия очистки территорий, загрязненных  нефтью с использованием агротехнических мероприятий и новых биопрепаратов для полигона ТОО «К-Курылыс, Республика Казахстан и проведены полевые испытания. Численность микроорганизмов-нефтедеструкторов на нефтезагрязненном участке с внесенным биопрепаратом была выше на 2 порядка, чем на контрольном участке, что обеспечило снижение содержания нефти в почве на 70 % за 6 недель при температуре 36-46 °С (в контрольном участке без биопрепарата убыль нефти достигла 23 %), что демонстрирует эффективность разработанных биопрепаратов и технологии биоремедиации  в условиях резко континентального и жаркого аридного климата

Опубликовано более 320 статей в отечественных и зарубежных журналах. Защищено более 30 кандидатских и 2 докторских диссертации.  Получено более 10 патентов на изобретения. Сотрудники лаборатории ежегодно участвуют в научных конференциях. За последние годы выполнены работы по более чем 20 российским и международным проектам.

E-mail: boronin@ibpm.pushchino.ru