ЛАБОРАТОРИЯ „ФОТОСИНТЕЗА – АКТИВНОСТ И РЕГУЛАЦИЯ“

РЪКОВОДИТЕЛ

Професор д-р Виолета Великова

Блок 21, офис 109
Тел.: +359 2 979 2683
Е-mail: violet@bio21.bas.bg

ORCID ID: 0000-0002-3058-919X
ResearcherID: J-8849-2016
Research Gate: Violeta Velikova

Област на научни изследвания

Научните изследвания в лаборатория „Фотосинтеза – активност и регулация” са насочени към изучаване на функционалната активност и структурната организация на фотосинтетичния апарат. Изследват се отговора, механизмите на адаптация и защита на растенията към различни екологични стресови фактори (ниски и високи температури, повишена концентрация на СО₂, засушаване, засоляване, UV-радиация, замърсяване с тежки метали). Нашите научни изследвания са фокусирани върху промените в първичния и вторичния метаболизъм на растенията. Изучава се физиологичната роля на летливите и нелетливи изопреноиди, липидния и мастнокиселиния състав, както и на други метаболити, участващи в защитата на растенията, изложени на неблагоприятни фактори на околната среда. Прилагат се съвременни техники на изследване, като образна диагностика на хлорофилната флуоресценция, термална образна диагностика, фотосинтетичен газообмен, термолуминисценция, количествен и качествен PCR анализи (PCR и RT-PCR), SDS-PAGE и Blue Native PAGE електрофорези, имуноблот, и анализи на разнообразни маркери за оксидативен стрес.

Научните изследвания в лабораторията са свързани, както с изучаването на фундаментални физиологични процеси, така и с Приоритетно направление 2 за фундаментални научни изследвания „Подобряване на качеството на живот – храни, здраве, биоразнообразие, опазване на околната среда, градска среда, транспорт и др.” на Националната стратегия за развитие на научните изследвания в Република България 2017-2030.

ПРИОРИТЕТНИ НАПРАВЛЕНИЯ

Физиологично фенотипиране. Промени в първичния и вторичен метаболизъм на растенията при неблагоприятни абиотични фактори. Пластичност на растенията в променящата се околна среда. Повече

Изучават се промените в първичния и вторичния метаболизъм на растенията с фокус върху биогенните летливи органични съединения. Научните усилия са насочени към изучаване влиянието на климатичните фактори и антропогенното замърсяване на околната среда върху фотосинтетичния процес. Търсят се лимитиращите звена, водещи до понижена продуктивност на растенията при неблагоприятни условия на средата. Изучават се фенотипни различия между растителни популации, произхождащи от райони с контрастни условия на средата, за изясняване механизмите на адаптация и идентифициране на метаболити, участващи в отговора на растенията към условията на местообитание. Изследвайки взаимовръзката биогенни емисии – околна среда се търсят най-подходящите растителни видове за озеленяване на райони с различна степен на замърсяване, което от своя страна е свързано с качеството на въздуха и съответно здравето на човека. Проучват се възможностите за създаването на по-устойчиви растителни генотипове с повишени нива на природни вторични метаболити, които са важна суровина за хранителната и фармацевтичната промишленост. Използват се разнообразни подходи на изследване в това число и съвременни методи за образна диагностика (флуоресцентна и термална образна спектроскопия), широко използвани при фенотипиране на растенията.

Механизми на устойчивост на растенията към екстремно засушаване в условия на променящите се климатични фактори. Повече

Възкръсващото растение Haberlea rhodopensis Friv. (Gesneriaceae) се използва като моделна система за изясняване на механизмите на устойчивост към екстремно засушаване в условия на променящите се климатични фактори. Изследванията се провеждат на различни нива на организация на фотосинтетичния апарат (цели листа, изолирани хлоропласти) и посредством различни подходи: физиологичен, биохимичен и биофизичен. Основно внимание се обръща на връзката между силата на стресовото действие и нивото на някои стресови маркери, състоянието на антиоксидантната система, експресията на стресови белтъци (HSPs, DSPs), промените в количеството на пигмент-белтъчните комплекси, на основните белтъци на ФСI и ФСII, както и влиянието на стресовите фактори върху генната експресия.

Първични фотохимични реакции при абиотичен стрес и роля на биологично-активните вещества (полиамини, салицилова киселина, АБК, NO).

В това направление се изучава взаимовръзката между структурната организация и функционалната активност на фотосинтетичния апарат, регулацията на фотосинтетичния електронен и протонен транспорт в отговор на различни екологични стресови въздействия (засушаване, вкл. екстремно засушаване, засоляване, промени в спектралния състав на светлината, ефекти на UV-B радиация, замърсяване с тежки метали и др.) и възникналия в резултат на тях оксидативен стрес. В качеството на моделни системи се използват културни и лечебни растения с важно стопанско значение, както и растения и микроводорасли с установена толерантност към определен вид абиотичен стрес. Изследват се и ефектите от екзогенното прилагане на някои биологично активни вещества (полиамини, салицилова киселина, АБА, азотен оксид) в процесите на адаптация на културни растения към абиотични стресови въздействия. Използват се биофизични и биохимични подходи, като измерване на хлорофилната флуоресценция, термолуминесценция, редокс кинетика на Р700, кислородно отделяне, определяне на съдържанието на листни пигменти, определяне на промените в някои ензимни и неензимни компоненти на антиоксидантната защитна система на растенията.

Научни проекти

Текущи

Проекти финансирани от Фонд „Научни изследвания” към МОН

КП-06 ПН 36/22. Изследване на взаимодействията между иновативни наноматериали и висши растения – база за развитие на устойчиви наноагрономични практики.
Срок: 2019-2022
Ръководител: проф. д-р Сашка Крумова (Институт по биофизика и биомедицинско инженерство, БАН)
Партньор: Институт по физиология на растенията и генетика, БАН (координатор проф. д-р Виолета Великова)

КП-06-Н21/8. Механизми на възстановяване от засушаване, индуцирано от воден и нискотемпературен стрес: стратегии за оцеляване на възкръсващото растение Haberlea rhodopensis.
2018-2021
Ръкoводител: проф. д-р Катя Георгиева
Партньори: Институт по биофизика и биомедицинско инженерство, БАН, Агробиоинститут, Селскостопанска Академия

КП-06-ПН-31/2. Цялостен геномен скрининг и асоциативно картиране на компонентите на добива и съдържанието на протеин и общ азот в зърното при български сортове обикновена пшеница.
Срок: 2019-2022
Ръкoводител: проф. д-р Светлана Мишева (Институт по физиология на растенията и генетика, БАН)

КП-06-Индия-9. Изследване на механизмите на адаптация на българските сортове домати към фосфатен недостиг.
Срок: 2018-2021
Ръкoводител: гл. ас. д-р Кирил Мишев (Институт по физиология на растенията и генетика, БАН)
Партньори: Департамент по растителни науки, Университет Хайдерабад, Хайдерабад, Индия

Проекти по международно научно сътрудничество

Физиологична и биохимична характеристика на процесите на възстановяване от въздушно сухо състояние на възкръсващото растение Haberlea rhodopensis.
Срок: 2019-2021
Ръководител: проф. д-р Катя Георгиева
Партньор: Institute of Plant Biology, Biological Research Centre, Szeged, HAS, Унгария

Роля на биоактивни съединения в отговора на културни растения към стрес. Ефекти върху фотосинтезата и взаимодействие с растителни хормони.
Срок: 2019-2021
Ръководител: гл.ас. д-р Виолета Пеева
Партньор: Център по селскостопански изследвания Унгарска АН, гр. Мартонвашар, Унгария

Намаляване на вредните ефекти на абиотичния стрес при зърнено-житни култури чрез прилагане на растежни регулатори.
Срок: 2019-2021
Ръководител: доц. д-р Десислава Тодорова
Партньор: Университет на Кайро, Египет

Оценка на способността на синтетични съединения от ауксинов тип да противодействат на хербицидния стрес при културните растения.
Срок: 2019-2021
Ръководител: доц. д-р Десислава Тодорова
Партньор: Литовска Академия на Науките, Институт по Ботаника, Литва

Международни

ESA contract №4000122781/18/NL/SC. Design and development of Space Greenhouse Microgravity Specific ENvironment Simulating Equipment (SG µg-SENSE).
Срок: 2018-2020
Ръководител: Илияна Илиева – Институт за Космически изследвания – БАН
Участник: проф. д-р Виолета Великова.

COST акция CA15226. “Climate-Smart Forestry in Mountain Regions”.
Срок: 2016-2020
Grant Holder: Molise University, Italy
Член на Управителния съвет и ръководител на WG1 проф. д-р Виолета Великова

Други проекти

Национална научна програма „Здравословни храни за силна биоикономика и качество на живот“, Компонент 1: Климатични промени, екосистемни услуги и хранителни системи. РП 1.1 Селскостопански екосистеми, адаптирани към климатичните промени.
Срок: 2019-2022
Координатор на работната група от ИФРГ-БАН: проф. д-р Виолета Великова

Национална научна програма „Здравословни храни за силна биоикономика и качество на живот“, Компонент 2: Растително здраве и безопасност в хранителните системи. РП 2.2 Екофункционална интензификация на стопанствата за устойчива биологична маса. Дейност: 2.2.2.1. Изясняване на молекулните механизми на действие и физиологичния ефект на иновативни продукти (ИП) за получаване на здравословни растителни храни; Дейност: 2.2.2.3. Оценка на безвредността на иновативни продукти (биостимуланти и наноторове) с използване на клетъчни линии
Срок: 2019-2022.
Координатор на работната група от ИФРГ-БАН: проф. д-р Виолета Великова.

Национална научна програма „Oпазване на околната среда и намаляване на риска от неблагоприятни явления и природни бедствия“, РП.I.7 Задача 5 – Генетични, епигенетични и физиолого-биохимични основи на устойчивостта на растенията към неблагоприятни условия на околната среда.
Срок: 2019-2023.
Координатор на работната група от ИФРГ-БАН: проф. д-р Валя Василева

Национална Програма „Млади Учени и Постдокторанти”, модул „Млади учени” Манипулиране на светлината с цел оптимизиране растежа на растенията и повишаване на антиоксидантния им капацитет.
Срок: 2019-2020
Ръководител: гл. ас. д-р Диляна Донева

ПРИКЛЮЧИЛИ

Проекти финансирани от Фонд „Научни изследвания” към МОН

ДФНИ Б02/8. Биогенни летливи органични съединения, глобални климатични промени и възможност на растенията за адаптация към променящата се среда.
Срок: 2014-2018
Ръководител: проф. д-р Виолета Великова
Партньори: ИФРГ-БАН, СУ „Кл. Охридски”, ЛТУ

Д01-168. Влияние на климатичните промени върху въздушното замърсяване и стратегиите за противодействие в Европейските екосистеми, договор за съфинансиране на проект по EU FP7 (ECLAIRE contract 282910).
Срок: 2014-2016
Ръководител: проф. д-р Виолета Великова

ДНТС Германия 01/001. Механизми на устойчивост на възкръсващото растение Haberlea rhodopensis към засушаване в условия на силна светлина.
Срок: 2012-2016
Ръководител: проф. д-р Катя Георгиева
Партньори: Institute of Molecular Biosciences, University of Frankfurt, Germany

ДНТС Китай 01/10. Физиологични и патологични ефекти на тежки метали върху ранните етапи от развитието, както и при напълно развити зърнено-житни култури. Защитна роля на азотния оксид.
Срок: 2012-2015
Ръководител: гл. ас. д-р Р. Йорданова-Златанова
Партньори: Department of biotechnology, Academy of State administration of Grain, Beijing, China

Проекти по международно научно сътрудничество

Физиологична характеристика на студоустойчивостта на растения с различна чувствителност към засушаване.
Срок: 2016-2018
Ръководител: проф. д-р К. Георгиева
Партньори: Institute of Plant Biology, Biological Research Centre, Szeged, HAS, Унгария

Метаболизъм и сигнална функция на полиамини при зърнени култури подложени на стресови условия.
Срок: 2016 – 2018
Ръководител: гл. ас. д-р В. Пеева
Партньори: Център по селскостопански изследвания, Унгарска Академия на Науките

Биохимични и физиологични механизми на устойчивост на възкръсващото растение Haberlea rhodopensis към ниски отрицателни температури.
Срок: 2016-2018
Ръководител: проф. д-р К. Георгиева
Партньори: Institute of Biometeorology, IBIMET, CNR, Италия

Биогенни летливи органични съединения (BVOC) и тяхната функция в адаптацията на растенията към променящата се околна среда.
Срок: 2015-2017
Ръководител: проф. д-р В. Великова
Партньори: Estonian University of Life Sciences, Естония

Оценка на генетичен матариал от пщеница (Triticum aestivum L.) за устойчивост към някои гъбни болести.
Срок: 2015-2017
Ръководител: доц. д-р Р. Родева, гл. ас. д-р Гергана Михайлова
Партньори: Faculty of Agriculture, Latvia University of Agriculture, Латвия

Манипулиране на качеството на светлината с цел оптимизиране на фотосинтезата и биосинтезата на вторични метаболити важни за защитата на растенията.
Срок: 2013-2015
Ръководител: проф. д-р В. Великова
Партньори: Institute for Plant Protection, CNR, Италия

Сравняване на механизмите на устойчивост към ниски температури на възкръсващото растение Haberlea rhodopensis и Primula auricula ssp. Hungarica.
Срок: 2013-2015
Ръководител: проф. д-р К. Георгиева
Партньори: : Institute of Plant Biology, Biological Research Centre, Szeged, HAS, Унгария

Международни

EU–FP7 ECLAIRE contract 282910. Effects of climate change on air pollution impacts and response strategies for European ecosystems”.
Срок: 2011-2015
Ръководител: Mark Sutton NERC, UK
Kоординатор от България проф. д-р Виолета Великова.

COST акция FP1204. Forest, their Products and Services “Green Infrastructure approach: linking environment with social aspects in studying and managing urban forests”.
Срок: 2011-2016
Grant Holder: Institute of Agriculture and Forest Biology, CNR, Italy
Член на Управителния съвет проф. д-р Виолета Великова

COST акция FA1204. Vegetable grafting to improve yield and fruit quality under biotic and abiotic stress conditions.
Grant Holder: Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Agricoltura, le Foreste, la Natura e l’Energia (DAFNE), Università degli Studi della Tuscia, Viterbo, Italy.
Срок: 2011-2016
Участници: проф. д-р Катя Гергиева, гл. ас. д-р Гергана Михайлова

COST акция TD1102. Photosynthetic proteins for technological applications: biosensors and biochips.
Срок: 2011-2015
Grant Holder: Crystallography Institute, CNR, Italy
Участник: гл. ас. д-р Виолета Пеева

Други проекти

ДФНП 17-37. Роля на полиамина путресцин в регулацията на толерантността към воден дефицит при пшеница (по Програма за подпомагане на млади учени и докторанти в БАН)
Срок: 2017-2019
Ръководител: гл. ас. д-р Диляна Донева

BUL5014. Screening of Cereal Germplasm Stress Response and Adaptation Potential by Advanced Nuclear, Omics and Physiological Approaches (по програмата на МААЕ за техническо сътрудничество)
Срок: 2016-2018
Ръководител: проф. д-р Любомир Стоилов
Партньори: ИФРГ – БАН, Агробиоинститут, Съвместен Геномен Център, Институт по раститителни и генетични ресурси „К. Малков“ – Садово

Научни постижения

Научни публикации

Екип

	Виолета Великова, професор д-р Офис 109, лаб. 215 Тел. (+359 2) 979 26 83; (+359 2) 979 26 04 Е-mail: violet@bio21.bas.bg ORCID ID: 0000-0002-3058-919X ResearcherID: J-8849-2016 Research Gate: Violeta Velikova Област на научни интереси: физиология на стреса при растенията, фенотипиране, биогенни летливи органични съединения, фотосинтеза, хлорофилна флуоресценция, метаболомика, протеомика, оксидативен стрес.
	Катя Георгиева, професор д-р Офис 209, лаб. 116 Тел. (+359 2) 979 26-20, (+359 2) 979 26-88 E-mail: georgieva.katya.m@gmail.com; katya@bio21.bas.bg; katyamg@yahoo.com Research Gate: Katya_Georgieva2 Област на научни интереси: абиотичен стрес, аклимация на растенията, възкръсващи растения, фотосинтеза, хлорофилна флуоресценция, антиоксидантни ензими, стрес-индуцирани белтъци, генна експресия
	Ирена Григорова, гл. асистент д-р Офис #209, лаб. #116 Тел. (+359 2) 979 26 20; (+359 2) 979 26 88 E-mail: djelepova@yahoo.com Област на научни интереси: UV-B стрес, активност на фотосинтетичен апарат, ПАМ-флуоресценция, пролин, МДА, Н2О2.
	Виолета Пеева, гл. асистент д-р Офис #305 Лаб. 328 Тел. (+359 2) 979 26-36, 36-82 E-mail: vili@bio21.bas.bg Област на научни интереси: Фотосинтеза, електронен транспорт, фотосистема II, фотосистема I, термолуминесценция, засушаване, екстремно засушаване, възкръсващи растения.
	Лиляна Бранкова, гл. асистент д-р Офис #305 Лаб. 304 Тел. (+359 2) 979 26-36, 26-33 E-mail: lbrankova@abv.bg Област на научни интереси: Растителна физиология и биохимия, биоремедиация, стрес, защитни системи в растенията.
	Гергана Михайлова, гл. асистент д-р Лаб. #116 Офис #305 Тел. (+359 2) 979 26 88; (+359 2) 979 26-36 E-mail: gkm_rw@abv.bg; mihailova.gergana.k@gmail.com Област на научни интереси: фотосинтеза, хлорофилна флуоресценция, възкръсващи растения, абиотичен стрес, защитни механизми, генна експресия, експресия на протеини. Web Page: https://www.researchgate.net/profile/Gergana_Mihailova
	Диляна Донева, гл. асистент д-р Лаб. #302 Тел. (+359 2) 979 26 33 E-mail: donevadiliana@gmail.com Област на научни интереси: фотосинтетичен газообмен, окислителен стрес, антиоксидантни ензими, влияние на качеството на светлината върху растежа и развитието на растенията.
	Владимир Александров, aсистент, д-р Лаб. #304 Тел. (+359 2) 979 26 33 Е-mail: aleksandrov@bio21.bas.bg; aleksandrov@gbg.bg ORCID ID: orcid.org/0000-0003-0441-5644 https://www.researchgate.net/profile/Vladimir_Aleksandrov Област на научни интереси: фенотипиране, фотосинтеза, хлорофилна флуоресценция, абиотичен стрес, фотобиофизика, математически модели на биологични системи, нанобиология.
	Ася Петрова, асистент Лаб. #215 Тел. (+359 2) 979 26 04 E-mail: petrova_assya@abv.bg Област на научни интереси: агроекология, почвена химия, биохимия, генетика, биотехнологии, замърсяване на въздуха, атмосферна химия, устойчивост на растенията.
	Величка Байданова, специалист-биолог Лаб. #302 Тел. (+359 2) 979 26 33 E-mail: vily_baydanova@abv.bg Област на научни интереси: физиология и биохимия на растенията, ниски температури.
	Даниел Илков, специалист-агроном Лаб. #304 Тел. (+359 2) 979 26 33 E-mail: daniel_ilkov@yahoo.com