Здобутки кафедри ботаніки та фізіології рослин
Сучасні здобутки кафедри пов’язані насамперед з дослідженнями у галузі фізіології стресу і адаптації рослин до несприятливих чинників довкілля.
У 2008 році на базі кафедри створено науково-дослідну лабораторію фізіології і біохімії стресу рослин (науковий керівник – доктор біологічних наук Колупаєв Ю.Є). Раніше протягом 20 років вона існувала як наукова група.
Лабораторією досліджується роль активних форм кисню (АФК), оксиду азоту, іонів кальцію, сірководню монооксиду вуглецю як сигнальних посередників запуску адаптивних реакцій і трансдукції гормональних сигналів.
За останнє десятиліття за результатами досліджень кафедри ботаніки і фізіології рослин та лабораторії фізіології стресу і адаптації рослин:
- запропоновано й експериментально обґрунтовано гіпотетичний механізм зв’язків між активними формами кисню (АФК) та іонами кальцію як посередниками запуску стресових і адаптивних реакцій рослин;
- доведено роль АФК у розвитку індукованої стійкості рослин до гіпертермії та осмотичного шоку, встановлено участь НАДФН-оксидази, позаклітинних пероксидаз і супероксиддисмутази у формуванні сигнального пулу пероксиду водню, задіяного у формуванні адаптивних реакцій рослин;
- встановлено участь АФК, утворюваних НАДФН-оксидазою рослинних клітин, в активації адаптивних реакцій рослин монооксидом азоту (NO), вперше досліджені механізми функціональної взаємодії АФК і NO при формуванні індукованої теплостійкості рослин;
- вперше виявлений ефект функціональної взаємодії (антагонізму) двох шляхів синтезу оксиду азоту в рослинних клітинах – окиснювального перетворення аргініну і відновлення нітриту/нітрату та встановлено значення цієї взаємодії у формуванні стійкості рослин;
- науковці кафедри першими у пострадянському просторі почали вивчення функцій нових газотрансмітерів рослинних клітин (сірководню і монооксиду вуглецю) при адаптації рослин до стрес-факторів і встановили значення АФК, іонів кальцію і оксиду азоту у реалізації їх стрес-протекторної дії;
- з використанням молекулярно-генетичних підходів встановлено роль транскрипційного фактора MYC2 в реалізації жасмонатзалежних механізмів адаптації рослин до сольового стресу та його значення для трансдукції сигналів оксиду азоту, сірководню і монооксиду вуглецю (спільно з чл.-кор. НАН України О.П. Дмитрієвим, Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України).
Низка досліджень кафедри і лабораторії виконувалася за підтримки грантів Державного фонду фундаментальних досліджень (ДФФД) для молодих вчених. Так, у 2012 р. виконано роботу «Роль жасмонової кислоти у формуванні стійкості рослин до дії абіотичних стресорів» за проектом Ф44/126 (науковий керівник проекту к.б.н., доцент Ю.В. Карпець). У 2015 р. реалізовано проект «Роль оксиду азоту (NO) у передачі стресових і гормональних сигналів у рослин» (грант ДФФД Ф61/74-2015 для підтримки досліджень молодих учених, керівник НДР к.б.н. Т.О. Ястреб). Його продовженням у 2016 р. став проект «Участь оксиду азоту (NO) у передачі стресових сигналів і адаптації рослин до несприятливих абіотичних чинників» (грант ДФФД Ф63/62-2016, науковий керівник к.б.н., доцент Карпець Ю.В.). У 2017 році цей цикл досліджень продовжувався в рамках проекту «Стрес-протекторні системи рослин: індукування дією сигнальних посередників і фізіологічно активних речовин» (грант ДФФД Ф70/13-2017, науковий керівник к.б.н. Ястреб Т.О.).
Протягом 2015-2016 рр. виконувався проект «Механізми функціональної взаємодії сигнальної, гормональної і стрес-протекторної систем при формуванні адаптивних реакцій рослин на несприятливі кліматичні впливи», який став одним із переможців спільного конкурсу наукових проектів вищих навчальних закладів, наукових установ Національної академії наук та національних галузевих академій наук України (грант ДФФД Ф64, установи-виконавці – Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України та Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, наукові керівники – д.б.н., професор І.В. Косаківська і д.б.н., професор Ю.Є. Колупаєв).
У 2017-2019 рр. на кафедрі виконувався проект фундаментального дослідження «Роль сигнальних посередників і сполук з гормональною активністю у формуванні адаптивних реакцій рослин на абіотичні стресори» (науковий керівник д.б.н., професор Колупаєв Ю.Є.), що фінансувався Міністерством освіти і науки України за кошти державного бюджету.
Дослідження у галузі фізіології стресу і адаптації розвиваються на кафедрі і завдяки міжнародним зв’язкам. Зокрема, у 2014 р. укладено договір про науково-технічну співпрацю з Інститутом біоорганічної хімії НАН Білорусі. В його рамках вивчаються механізми стрес-протекторної дії на рослини брасиностероїдів та їх похідних (спільно з академіком НАН Білорусі В.О. Хрипачем). З 2016 року почалася співпраця з Department of Botanical and Environmental Sciences, Guru Nanak Dev University, Amritsar (Punjab) (Індія). Співробітники кафедри спільно з колективом авторів на чолі з професором Renu Bhardwaj взяли участь у підготовці двох глав для колективної монографії «Reactive Oxygen Species and Antioxidant Systems in Plants: Role and Regulation under Abiotic Stress», випущеної у 2017 р. видавництвом Springer Nature Singapore.
У 2020 році розпочато реалізацію проєкту «Роль оксиду азоту у реалізації стрес-протекторного впливу монооксиду вуглецю і поліамінів на рослини» в рамках Czech Republic Development Cooperation «Платформа AgriSciences для розвитку науки у закладах вищої освіти України» (науковий керівник д.б.н. Карпець Ю.В., відповідальний виконавець д.б.н., проф. Колупаєв Ю.Є.).
Протягом останнього десятиліття на кафедрі відкрито аспірантуру і докторантуру, підготовлено 5 кандидатів і одного доктора біологічних наук. Нині здійснюється підготовка п’яти докторів філософії у галузі біології.
Розвитку і популяризації досліджень у галузі фізіології стресу і адаптації рослин, експериментальної ботаніки сприяло заснування у 2002 р. у ХНАУ ім. В.В. Докучаєва наукового журналу «Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія Біологія» (http://vbio.knau.kharkov.ua/ ). Редколегія журналу і редакційний офіс функціонують на базі кафедри ботаніки і фізіології рослин. Журнал публікує статті у галузі фізіології і біохімії рослин, генетики, селекції і біотехнології, проблем вивчення і збереження біорізноманіття. За роки існування періодичне видання набуло популярності серед вчених академічних інститутів і університетів не лише України, а й інших країн.
МАТЕРІАЛЬНА БАЗА НАУКОВО-ДОСЛІДНОЇ ЛАБОРАТОРІЇ ФІЗІОЛОГІЇ І БІОХІМІЇ СТРЕСУ РОСЛИН
КАФЕДРИ БОТАНІКИ І ФІЗІОЛОГІЇ РОСЛИН
ПРИЛАДИ ДЛЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРІЇ
Спектрофотометр СФ 26 (спектрофотометрія у видимій та УФ частинах спектра)
Фотометр КФК 3 (вимірювання у видимій частині спектра)
ПРИЛАДИ ДЛЯ ЕЛЕКТРОФОРЕЗУ
Прилади для іонометрії
Лабораторні терези
Прилади для термостатування
