Лаборатории

ЛАБОРАТОРИЯ УПРАВЛЕНИЯ БИОСИНТЕЗОМ ФОТОТРОФОВ

Лаборатория основана в 1964 г.

Заведующий лабораторией: д.б.н. проф. Тихомиров А.А.

Сотрудники лаборатории:

Основные направления НИР:

• Экспериментальное моделирование массообменных процессов в искусственных экосистемах, как инструментах для изучения механизмов организации биотических круговоротов

• Исследование физиологических и биофизических механизмов светового управления биосинтетическими процессами у высших растений в контролируемых условиях среды.

• Развитие неповреждающих биофизических методов исследований для оценки физиологического состояния растений при действии неблагоприятных факторов среды.

Основные результаты за 2005-2009 гг.:

• Создана и апробирована упрощенная искусственная миниэкосистема, как инструмент для экспериментальной проверки отдельных положений «малоразмерных» математических моделей биосферы

• Разработаны научные основы биологического и физико-химического методов вовлечения отходов растительного и животного происхождения во внутристемный массообмен замкнутых экосистем, включающих человека.

• Установлено световое лимитирование продукционной деятельности фитоценозов культивируемых на почвоподобном субстрате, расположенное ниже уровня светового насыщения этих процессов при использовании гидропоники. Полученный эффект связан с недостаточной скоростью высвобождения минеральных элементов в ППС на запрос ассимилятов у фитоценозов, культивируемых при повышенных облученностях фотосинтетически активной радиации. Сделан вывод об ограниченности использования метода биологической деструкции органических отходов как основы минерального питания высокопродуктивных фитоценозов в условиях интенсивной светокультуры в замкнутых биологических системах.

• Дано экспериментальное обоснование онтогенетического подхода для флуоресцентных исследований фотосинтетического аппарата растений.

Международные контакты в 2005-2009 гг.:

Участие в работе Международных конференций:

• Китай (2006, 2007),

• Япония (2007),

• Канада(2008),

• Испания (2008, 2009)

Гранты за 2005-2009 гг.:

• INTAS IA-03-59-143;

• INTAS 05-1000008-8010;

Интеграционный проекты СО РАН:

• № 95 (2003-2005гг);

• 5.16 (2006-2008 гг);

• 132 (2009-2011 гг);

• 5 (2009-2011 гг).

Сотрудничество с российскими научными организациями и ВУЗами:

• ИФР РАН; ИМБП РАН;

• Институт катализа СО РАН,

• ИХТТМ СО РАН,

• Институт биологии Уро РАН,

• ВНИСИ,

• АФИ РАСХН,

• ВИР РАСХН,

• СФУ,

• МГУ,

• ЛГУ,

• ТГУ,

• ТСХА.

Основные публикации лаборатории за 2005-2009 гг.:

• Нестеренко Т.В., Тихомиров А.А. Применение онтогенетического подхода для флуоресцентных исследований фотосинтетического аппарата растений в стрессовых условиях. Биофизика, т. 50, №2, 2005,с. 335-340.

• Zolotukhin I.G.,. Tikhomirov A.A., . Kudenko Yu.A. and Gribovskaya I.V. Biological and physicochemical methods for utilization of plant wastes and human exometabolites for increasing internal cycling and closure of life support systems. Advances in Space Research, V. 35, 2005, p. 1559–1562.

• N.A. Tikhomirova, S.A. Ushakova, N.P. Kovaleva, I.V. Gribovskaya and A.A. Tikhomirov Influence of high concentrations of mineral salts on production process and NaCl accumulation by Salicornia europaea plants as a constituent of the LSS phototroph link. Advances in Space Research, V. 35, 2005, p. 1589-1593.

• С. А. Ушакова, Н. П. Ковалева, Н. А. Тихомирова, И. В. Грибовская, А. А. Колмакова, Влияние интенсивности ФАР, засоления и типа азотного питания на рост растений Salicornia europaea" // Физиология растений, 2006, т. 53, № 6, с. 886-894.

• T.V. Nesterenko, A.A. Tikhomirov, and V.N. Shikhov. Ontogenetic approach to the assessment of plant resistance to prolonged stress using chlorophyll fluorescence induction method // Photosynthetica – 2006. V.44. N.3, P.321-332.

• J.B. Gros, Ch. Lasseur, A.A. Tikhomirov, N.S. Manukovsky, V.S. Kovalev, S.A. Ushakova, I.G. Zolotukhin, L.S. Tirranen, R.A. Karnachuk and V.Yu. Dorofeev.Testing soil-like substrate for growing plants in bioregenerative life support systems / J. Advances in Space Research 2005, V. 36, Issue 7, P. 1312-1318.

• S. А. Ushakova, N. P. Kovaleva, I. V. Gribovskaya, V. А. Dolgushev, N. А. Tikhomirova, Effect of NaCl concentration on productivity and mineral composition of Salicornia europaea as a potential crop for utilization NaCl in LSS // J. Advances in Space Research 2005, V. 36, Issue 7, P. 1349-1353.

• Tirranen L.S., Gitelson I.I. The role of volatite metabolities in microbial communites of the LSS higher plant link // Advanced in Space Research 2006, V.38, pp. 1227 – 1232.

• Василик Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Мудрак Е.И., Овчукова С.А., Сарычев Г.С., Тихомиров А.А. Установки фотобиологического действия. В кн.: Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М. Знак. – 2006. С. 728 – 761.

• Нестеренко Т.В., Тихомиров А.А., Шихов В.Н. Индукция флуоресценции хлорофилла и оценка устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям //Журнал общей биологии. Т.68. 2007. С.455 – 469.

• Тихомиров А.А., Величко В.В., Ушакова С.А. Влияние повышенных концентраций СО2 на газообмен и продуктивность овощных культур фототрофного звена биорегенеративных систем жизнеобеспечения. ДАН, т.416. № 5. С. 715 – 719

• Тихомиров А.А., Ушакова С., Шихов В.Н., Нестеренко Т.В.,., Дегерменджи А.Г. Экспериментальное моделирование действия искусственной УФ-В радиации на культурные растения. В кн.: Биоиндикация стратосферного озона/ под общей. ред. В. В. Зуева ; Рос. Акад. Наук, Сиб. отд-ние, Ин-т оптики атмосферы [и др.]. — Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2006. — 228 с. — (Интеграционные проекты СО РАН; вып. 10). С.79 – 114.

• Tikhomirov A.A., Ushakova S.A., Kovaleva N.P., Lamaze B., Lobo M., Lasseur Ch. Biological Life Support Systems For A Mars Mission Planetary Base: Problems And Prospects. Adv. In Spase Res. 2007. V.40. Pp.1741 – 1745.

• Tikhomirov A.A., Ushakova S.A., Velichko V.V., Zolotukhin I.G., Shklavttsova E.S., Lasseur Ch., Golovko T.K. Estimation of the stability of the photosynthetic unit in the bioregenerative life support system with plant wastes included in mass exchange //Acta Astronautica 2008, V.63, p.1111– 1118

• Ushakova S.A., Zolotukhin I.G., Tikhomirov A.A., Tikhomirova N.A., Kudenko Yu.A., Gribovskaya I.V., Balnokin Yu. and Gros J.-B. Some Methods for Human Liquid and Solid Waste Utilization in Bioregenerative Life-Support Systems // Applied Biochemistry and Biotechnology. – 2008. – Vol. 151. – P. 676–685

• Tikhomirova N. A, Ushakova S.A.,. Tikhomirov A. A, Kalacheva G/ S., Gros J.-B. Possibility of Salicornia europaea use for the human liquid wastes inclusion into BLSS intrasystem mass exchange// Acta Astronautica, 2008, V. 63, p.1106 – 1110.

• Gitelson I. I.,. Lisovsky G. M. Creation of Closed Ecological Life Support Systems:

• Results, Critical Problems and Potentials. Journal of Siberian Federal University. Biology № 1. 2008, p. 19-39.

• Tikhomirova N. A., Ushakova S. A., Tikhomirov A. A.,. Kalacheva G. S., Gros J.-B. Salicornia europaea L. (fam. Chenopodiaceae) Plants as Possible Constituent of Bioregenerative Life Support Systems’ Phototrophic Link Journal of Siberian Federal University. Biology № 2, 2008, р. 118-125.

• Ushakova S. A ., Tikhomirov A. A., Velichko V. V., Zolotukhin I. G., Kudenko Y. A., Golovko T. K. The Estimation of the Stability of Plants Constituting the Photosynthesizing Unit of Bioregenerative Life Support Systems for Including Them into the Plant Waste Mass Exchange. Journal of Siberian Federal University. Biology № 1. 2008, p. 78-90.

• Gurevich Yu.L., Manukovsky N.S., Kovalev V.S., Degermendzy A.G., Hu Dawei, Hu EnZhu, Liu Hong The carbon cycle in a bioregenerative life support system with a soil-like substrate // Acta Astronautica, 2008, V. 63, p.1043-1048.

• Liu H., Yu C.Y., Manukovsky N.S., Kovalev V.S.,. Gurevich Yu L, Wang J. A conceptual configuration of the lunar base bioregenerative life support system including soil-like substrate for growing plants // Adv. Space Res. 2008, V.42, p.1080-1088.

• Chengying Yu, Hong Liu, Yidong Xing, N.S. Manukovsky, V.S. Kovalev, Yu.L. Gurevich //Bioconversion of rice straw into a soil-like substrate Acta Astronautica, 2008, V.63, p.1037-1042.

• Тирранен Л.С., Микроорганизмы – индикаторы состояния высших растений / Л.С. Тирранен, М.П. Шиленко.// Авиакосмическая и экологическая медицина. 2008. Т. 42. №6/1. С. 36-39.

• Nesterenko E.V., Kozlov V.A., Khizhnyak S.V., Manukovsky N.S., Kovalev V.S., Gurevich Yu.L., Liu H., Xing Y., Hu E. Testing fungistatic activity of a soil-like substrate for growing plants in bioregenerative life support systems. Adv. Space Res. 44(8), 958-964, 2009.

• С.А. Ушакова, Н.А. А.А.Тихомиров ,Ю.А. Куденко, О.В., Н.А. Тихомирова, О.В.Анищенко/ Возможные пути включения экзометаболитов человека в массообмен биологической системы жизнеобеспечения // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2009. Т. 43. №2. С. 61-63

• Н. А. Тихомирова, С.А. Ушакова, Т.К. Калачева Г.С. Продукционный Процесс Растений Salicornia Europaea Как Потенциального Компонента Фототрофного Звена БСЖО // Физиология Растений. 2009 № 1. С. 27-35

• Моторин Н.В., Тихомиров А.А., Ушакова С.А.,. Величко В.В. Толерантность растений чуфы к воздействию факторов внешней среды применительно к БСЖО// Авиакосмическая и экологическая медицина. 2008. №6/1. С. 47-48.

• Моторин Н.В., Тихомиров A.А., Ушакова С.А., Гаврилова B.А., Конькова Н.Г. Испытания сортов чуфы (Cyperus esculentus L.) Применительно к биорегенеративной системе жизнеобеспечения БИОС-3 // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень всероссийского научно-исследовательского института масличных культур – 2009. №1, С. 150-152.

• Ushakova S., Tikhomirov A., Shikhov V., Kudenko YU.A., Anischenko O., Gros J.-B., Lasseur Ch. Increased BLSS closure using mineralized human waste in plant cultivation on a neutral substrate //Advances in Space Research, 2009, 44, 971 – 978.