Лаборатория „Фотосинтеза – активност и регулация“
 |
РЪКОВОДИТЕЛПрофесор дн Виолета ВеликоваБлок 21, офис 109 |
Област на научни изследвания
В лаб. „Фотосинтеза – активност и регулация” се провеждат насочени фундаментални изследвания, ориентирани към възможности за дългосрочни приложения. Разработваните научни тематики отговарят на основните линии, посочени в рамковата програма Хоризонт Европа на Европейската комисия (ЕК), и по-конкретно тези очертани в Клъстер 6 – храни, биоикономика, природни ресурси, селско стопанство и околна среда, и са пряко свързани с обществените предизвикателства, дефинирани в Националната стратегия за развитие на научните изследвания в Република България 2017-2030, по-специално: „подобряване на качеството на живот – храни, здраве, биоразнообразие, опазване на околната среда, градска среда, транспорт”, „повишаване конкурентността и продуктивността на икономиката“ и „ефективно оползотворяване на природните ресурси“.
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 и състоянието на антиоксидантната система.
ПРИОРИТЕТНИ НАПРАВЛЕНИЯ
Физиологично фенотипиране. Първичен и вторичен метаболизъм на растенията в условия на климатичните промени
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.
Устойчиво развитие на растенията в променящата се околна среда
Проучват се възможностите за повишаване на качеството и количеството на растителната продукция с помощта на високотехнологични и иновативни подходи. Използват се комбинации от високопроизводителни светлинни диоди (LED), позволяващи манипулация на спектралния състав на светлината, както и иновативни агротехнологични препарати (биостимуланти) и наноматериали (въглеродни нанотръби, биосъвместими полимерни мицели и биосинтезирани железни наночастици) за получаването на растителни форми, устойчиви към неблагоприятни фактори на средата и с повишени нива на природни вторични метаболити. Oсновен акцент в изследанията се поставя върху създаването на растения богати на метаболити, които са важна суровина за хранителната и фармацевтичната промишленост. В нашите изследвания се прилагат разнообразни методични подходи и съвременни методи за физиологични анализи, в това число и образна диагностика чрез 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
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, промените в структурната организация и функционалната активност на фотосинтетичния апарат, състоянието на антиоксидантната система, експресията на стресови белтъци (HSPs, Dehydrins, ELIPs и др.), 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
По-важни научни постижения
Научни публикации
Екип
 |
Виолета Великова – Професор дн
Офис 109, лаб. 215 |
 |
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 ORCID: 0000-0002-5509-3801 Research Gate: Katya_Georgieva Област на научни интереси: Aбиотичен стрес, аклимация на растенията, възкръсващи растения, фотосинтеза, хлорофилна флуоресценция, антиоксидантни ензими, стрес-индуцирани белтъци, генна експресия. |
 |
Виолета Пеева – Главен асистент д-рОфис #305 Лаб. 328 |
 |
Лиляна Бранкова – Главен асистент д-рОфис #305 Лаб. 304 |
 |
Гергана Михайлова – Главен асистент д-рЛаб. #116 Офис #305 E-mail: gkm_rw@abv.bg; |
 |
Диляна Донева – Главен асистент д-рЛаб. #302 |
 |
Владимир Александров – Гл. асистент 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 ResearchGate: Vladimir_Aleksandrov Област на научни интереси: Фенотипиране, фотосинтеза, хлорофилна флуоресценция, абиотичен стрес, фотобиофизика, математически модели на биологични системи, нанобиология, биоинформатика. |
 |
Даниел Илков – Специалист-агрономЛаб. #304 |
