Наукові напрямки та результати досліджень кафедри генетики, фізіології рослин і мікробіології біологічного ф-ту ДВНЗ «УжНУ»

Генетичні напрямки та результати наукових досліджень

Останні роки робота науковців кафедри присвячена генетичному аналізу господарських якостей лядвенця рогатого для створення нового селекційного матеріалу, перспективного в галузі кормо виробництва Закарпаття. Вивчення фенологічних особливостей та комплексу морфо-біологічних та господарських ознак колекційних зразків і місцевих форм лядвенця рогатого в умовах Закарпатського регіону України дозволило виділити перспективний вихідний матеріал для селекційного покращення культури.

Розроблено новий напрямок селекції лядвенця рогатого, спрямований на створення сортів-синтетиків з використанням ефекту гетерозису.

Внаслідок проведеної селекційної роботи, починаючи з 1990 року, методом індивідуально-родинного добору отримано елітні рослини двох нових сортів лядвенця рогатого: ОВіМарС-1 та ОВіМарС-2 (автор – декан біологічного факультету, завідувач кафедри генетики і фізіології рослин, доктор біологічних наук, професор, академік АН ВО України, Заслужений діяч науки і техніки, почесний академік Угорської Академії Наук В.І. Ніколайчук), новостворені сорти внесені до Державного реєстру.

Призначення сортів – для використання в протиерозійному захисті сильноеродованих полонинських ґрунтах, сінокосів та покращення травостою природних лук, зелена маса в свіжому вигляді, на сіно, сінаж, для випасу ВРХ.

На кафедрі у 1989 році з ініціативи Ніколайчука В.І. була організована наукова лабораторія біотехнології еукаріот, де розпочалося вивчення методів мікроклонального розмноження рідкісних і зникаючих видів лікарських рослин, а також цінних кормових культур, зокрема особлива увага була приділена таким маловивченим культурам як лядвенець рогатий, арніка гірська, тирлич жовтий, росичка та ін.

Розроблено схему чергування поживних середовищ для культивування лядвенця, що суттєво прискорює процес розмноження цінного колекційного матеріалу. Отримано патент на винахід «Спосіб мікроклонального розмноження лядвенцю рогатого».

Напрямки досліджень лабораторії наступні:

1. розробка технологій введення в культуру in vitro зникаючих та рідкісних рослин Карпат;
2. створення генетичного банку рідкісних рослин в культурі in vitro;
3. розробка технологій тривалого підтримання рослин в культурі in vitro;
4. дослідження фізіологічних процесів пов’язаних з синтезом та накопиченням біологічно активних речовин в культурі in vitro з метою промислового вирощування в культурі тих рослин, сировинна база яких підірвана, або відсутня.

Співробітниками кафедри приділяється велика увага вивченню питань біобезпеки та поширенню і перспективам використання ГМО в регіоні.

Фізіологічні напрямки  та результати досліджень кафедри

Серед фізіологічних напрямків на особливу увагу заслуговує напрямок присвячений відновленню біорізноманіття та збільшенню продуктивності лук та пасовищ, який є надзвичайно актуальним  сьогодні. З даного напрямку, як модельний об’єкт, нами обраний лядвенець рогатий (Lotus corniculatus L.), що є не тільки перспективною для Карпатського регіону кормовою рослиною родини Бобових, а й, завдяки добре розвиненій кореневій системі, є незамінним для гірської зони. Лядвенець пропонується як складова частина комплексних біологічних протиерозійних, ґрунтозахисних заходів, що поряд із залісненням передбачають залуження, поліпшення травостою пасовищ та природних високогірних лук.

Нами ведуться дослідження з вивчення реакції сортів озимої пшениці на водний стрес у залежності від рівня мінерального живлення.

Співробітниками кафедри досліджується онтогенетичний розвиток виноградної рослини, вплив на нього факторів навколишнього середовища, деяких хімічних ксенобіотиків, а також накопичення в рослинному організмі різних біологічно активних речовин.

Вивчення збереження  і відтворення природних екосистем регіону

Примушує задуматись кожного з нас і екологічна ситуація, що склалася в Закарпатській області у зв’язку з останніми подіями, зокрема з повенями 1998, 2001 рр., зсувами ґрунтів (1998, 1999, 2001 року) та селями, а також із забрудненням великою кількістю концентрованих розчинів ціанідів та важких металів р. Тиса в результаті кількаразових аварій на гірничих комбінатах Румунії.

Одним з головних завдань, яке стоїть зараз перед гірськими районами є відновлення рослинного покриву, зокрема лісового, який найкраще утримує воду. Проте цей процес вимагає тривалого часу (понад 20 років), а дану проблему слід вирішувати негайно. Тому ми вважаємо, що паралельно із залісненням вирубок, слід шукати альтернативу. На нашу думку, в першу чергу, це відновлення трав'яного покриву на еродованих землях та місцях зсувів шляхом закладання на них тривалих і перемінних лук. Саме лядвенець рогатий має перспективу як протиерозійний та водоутримуючий засіб на гірських схилах завдяки кореневій системі, яка глибоко проникає в землю.

Існує багато різних способів очищення ґрунтів та води від важких металів, але всі вони вимагають певного втручання в природу і можуть мати і негативні наслідки. Ми вважаємо, що використання рослин для очищення забрудненої території від важких металів є екологічно чистим та безпечним і буде мати високу ефективність.

Співробітники кафедри проводять комплексні дослідження впливу різного роду полютантів на екосистеми. В експериментальних та природних умовах вивчаються стрес-реакції рослин на вплив важких металів, різноманітні органічні забруднювачі, зміну умов зростання, різні рівні антропогенної трансформації природних комплексів тощо. Розробляються пропозиції щодо оптимізації ведення народного господарства в умовах Карпатського регіону України. Проводиться вивчення можливостей та альтернативних шляхів ведення невиснажливого природокористування. Одним з важливих напрямків наукової діяльності колективу кафедри є дослідження природних катастроф, вироблення стратегій по їх запобіганню та нівелюванню наслідків.

З 2007 року розпочато новий напрямок досліджень: «Комплексне вивчення екологічного стану залізничних примагістральних екосистем». Вперше отримані експериментальні дані з впливу залізничного транспорту на стан фітоценозів, ґрунтової мезофауни, мікроорганізмів ґрунту, води та повітря примагістральних територій в точках основних вузлових станцій залізничних магістралей закарпатської області.

Мікробіологічні напрямки та результати досліджень

Співробітниками кафедри досліджуються мікробіоценози ґрунтів і вод, забруднених важкими металами, нафтопохідними, пестицидами, радіонуклідами тощо, основні механізми мінливості та адаптації виділених мікроорганізмів. Вивчаються закономірності впливу промислових забруднень на водну мікрофлору.

В експериментах на лабораторних тваринах досліджено вплив важких металів на мікрофлору кишечника, показники імунного та біохімічного статусу організму. Розроблено спосіб корекції дисбактеріозу, обумовленого тривалим введенням важких металів в організм, що включає послідовне введення пробіотиків із бактерій роду Bacillusта препаратів на основі біфідобактерій.

Основні мікробіологічні напрямки кафедри наступні:

1. Вивчення мікробних ценозів повітря, води, ґрунту та макроорганізму в умовах техногенної забрудненості довкілля.
2. З'ясування питань фітопатогенності бактерій роду Enterobacteriaceae.
3. Визначення бактерицидної дії та бактеріостатичного ефекту дезінфікаторів різного походження на ріст і розвиток популяції прокаріотів.
4. Вивчення мікробного пейзажу різних харчових продуктів, які реалізуються у відкритому продажу: кафе, столові, крамниці, стихійні ринки.
5. Значення умовно-патогенних мікроорганізмів у виникненні вторинних інфекцій, умови формування носійства та тривалої персистенції мікроорганізмів в організмах живих істот.
6. З’ясування основних механізмів резистентності мікробних клітин до впливу солей важких металів, антибіотиків, дезінфікаторів.

За роки існування на кафедрі підготовлено понад 1000 спеціалістів, з яких 3 стали докторами і більше 20 кандидатами наук. Сьогодні на кафедрі над  дисертаційними дослідженнями на здобуття наукового ступеня «кандидат біологічних наук» працює 9 співробітників.

З кожним роком зростає матеріально-технічна база кафедри, зокрема, здійснюється комп’ютеризація навчального і наукового процесу. Посилюються зв’язки кафедри з науковими установами інших областей України та зарубіжжя. Свідченням цього є участь співробітників кафедри у спільних наукових проектах із партнерами з Угорщини, Словаччини, Румунії у спільних дослідженнях екології р. Тиса.