Научни постижения

Изследване на ролята на растежни регулатори от синтетичен и природен произход и други биологично-активни вещества върху растежа и развитието на растенията при оптимални и стресови условия.  Проучване на естествените и индуцирани защитни отговори на различни растителни видове към абиотични и биотични стресови фактори. Приложение на новосъздадени или известни растежни регулатори като средства за повишаване устойчивостта на стопански важни растения спрямо неблагоприятни условия на околната среда като засушаване, заблатяване, засоляване, замърсяване с тежки метали, високи и ниски температури, УВ-радиация, хербициди, фитопатогени и др.

Физиологичните отговори на пшеница към засушаване и преовлажняване на почвата след рутинно приложение на селективния хербицид Зеррате (Syngenta) са изследвани посредством биохимични, биофизични и молекулярно-биологични анализи. Установено е, че самостоятелното приложение на хербицида не повлиява съществено физиологичното състояние на растенията. В зависимост от толерантността на пшеницата към двата вида абиотичен стрес  се наблюдават типични фенотипни изменения и увреждания на биохимично и биофизично ниво. В сравнение със самостоятелно приложените абиотични стресови фактори, третирането с хербицид и последващо почвено засушаване не уврежда допълнитено пшеницата, докато в комбинация със заблатяване, физиологичните нарушения се задълбочават и растенията не се възстановяват.

Phenotypic alterations of wheat plants treated with herbicide and subjected to drought or flooding stress. C – Control; H – Herbicide; D – Drought; H+D – Herbicide + Drought; F – Flooding; H+F – Herbicide + Flooding.
Todorova et al. (2021) Plants, 10(4), 733-745
Katerova et al. (2021) Plants, 10(6), 1195-1206
Todorova et al. (2022) Agronomy, 12(2), 390-403


За първи път е установен защитен ефект на два типа синтетични аналози на растителния хормона aуксин върху физиологичното състояние на грахови растения в условия на засушаване. При нормални условия на отглеждане, използваните ауксинови съединения не променят значително биометричните и биохимични параметри на растенията. В условия на засушаване, ауксиновите аналози намаляват отрицателните ефекти от стреса, като предизвикват промени във физиологичните и метаболитни процеси, които се изразяват в по-ниско съдържание на стресови биомаркери и подобрен растеж на граховите растения. Доказаният защитен ефект на изследваните съединения е предпоставка за потенциалното им практическо приложение.

Exogenous auxin type compounds amend PEG-induced physiological responses of pea plants.
Sergiev et al. (2019) Sci. Horticult., 248, 200-205

Предварителната обработка със синтетичните ауксини частично подобрява растежа на грахови растения, третирани с хербициди. Това е придружено от намаляване на неензимните антиоксиданти и стресови маркери. Предварителната обработка с ауксиновите съединения модулира спефцифично активността на ключови антиоксидантни ензими, стимулира ендогенната защита на растенията и намалява негативните последици от хербицидното действие.

Phenotypic changes of 28-day-old pea plants sprayed with TA-12 or TA-14 and subsequently treated with Glyphosate or Glean-75.
Sergiev et al. (2020) Biologia, 75, 1845-1853


Защитното действие  на β-монометиловия естер на итаконовата киселина (МЕИК) срещу UV-В радиация е доказан при домати. Типичните след третиране с UV-B фенотипни изменения, като изсушаване   и завиване на листата са наблюдавани при домат cv. Ailsa Craig и негова безантоцианова изогенна линия ah (anthocyaninless of Hoffman). Тези ефекти са по-силно изразени при безантоцианиновия мутант ah. Предварителното прилагане на МЕИК намалява негативните последствия от UV-B, като положителното влияние на МЕИК е значително по-силно при ACr генотипа.

Phenotypic changes of ACr and ah tomato plants preliminary treated with 1 mM β-monomethyl ester of itaconic acid (MEIA) and irradiated with 12.8 kJ m−2 day−1 UV-B light at the 48th hour after irradiation.
Katerova et al. (2014) Compt. Rend. Acad. Bulg. Sci., 67(4), 533-540


Установено е, че листно третиране със полиамина спермин намалява неблагоприятните ефекти от почвеното засоляване при млади растения Salvia officinalis L. Наред с оценката на оксидативния стрес, изследването акцентира и върху съдържанието на розмаринова и карнозова киселини – вторични метболити с фармакологична стойност в листата на градински чай. Засояването провокира инхибиране на растежа на градински чай, придружено от загуба на тургор и намаляване на розмариновата и карнозовата киселини. Предварителната обработка със спермин намалява ефектите на засоляването върху измерените параметри и увеличава съдържанието на изследваните вторични метаболити.

Effects of spermine (Spm), NaCl and combination of them on Salvia officinalis L.
Todorova et al. (2020) Compt. Rend. Acad. Bulg. Sci., 73(6), 800-808


Изследвани са ефектите на растежни регулатори с различен механизъм на действие: фенилкарбамиден цитокинин (4PU-30), ретардант (MEIA, β-монометилов естер на итаконовата киселина) и триаконтанол (TRIA, висш алифатен алкохол) върху млади растения от домати и пипер, инфектирани с  Tomato spotted wilt virus (TSWV). Третирането с растежните регулатори е извършвано преди или след инфекция с вируса. Степента на инфекция с TSWV е определена количествено чрез DAS-ELISA. Установено е, че MEIA има инхибиращ ефект върху развитието на инфекцията с TSWV при две линии домати Keti и VK1, докато 4PU-30 е ефективен само при линия Keti, която е по-чувствителна към TSWV в сравнение с линия VK1. TRIA намалява оптичната плътност на TSWV, като ефектът му е по-добре изразен при прилагането му преди инфекцията.

Effects of MEIA and 4PU-30 on the optical density (ОD) of TSWV, represented by the average extinction values for TSWV in non-infected (–TSWV) and infected (+TSWV) with TSWV tomato lines “Keti” and VK1.
Moskova et al. (2020) Compt. Rend. Acad. Bulg. Sci., 73(11), 1535-1544

Effects of Tomato spotted wilt virus (TSWV) and triacontanol (TRIA) on pepper plants: A – infected with TSWV. Two infected plants and one healthy plant are shown. B – effects of TRIA on infected pepper plants.
Moskova et al. (2021) Compt. Rend. Acad. Bulg. Sci., 74(7), 1089-1095


Разработване на иновативни in vitro модели на базата на биотехнологията и биоинформатиката и използването им при изучаване действието на регулаторите на растежа и развитието на растенията при норма и стрес, за повишаване на продуктивността, за стимулиране биосинтеза на вторични метаболити за целите на нутрацевтиката, за съхранение на генфонда чрез запазване на редки и застрашени видове.

Получени са in vitro култури от важни селскостопански, медицински и ароматни растения чрез разработени протоколи за регенерация, микроразмножаване и long-term калусни и органогенни култури на грах, соя, Arnica montana L. (планинска арника), Sideritis scardica Gris (мурсалски чай), Rhodiola rosea L. (златен корен), Rhodiola kirilowii (Regel) Maxim.,  Melissa officinalis L. (маточина), Crocus sativus L. (шафранов минзухар) и др. Доказана е способността им да синтезират вещества с антиоксидантни и протекторни свойства. Разработените in vitro технологии могат да намерят приложение за производство на растения за търговски цели и устойчиво опазване на застрашените видове.

Induced rhizogenesis and propagation in Rhodiola rosea regenerated plants on MS medium enriched with 2.0 mg/L IBA, 0.2 mg/L IAA, and 0.4 mg/L GA3.
Tasheva & Kosturkova (2010) Cent. Eur. J. Biol. 5(6), 853-863

Multiplied Shoots Developed on MS Medium with Different Composition: а) MS + 1mg/l BAP и 0.1 mg/l IAA; b) MS + 1mg/l Zeatin и 0.1 mg/l IAA, b) MS + 1mg/l 2-iP и 0.1 mg/l IAA.
Petrova et al. (2021) Agric. Consp. Sci., 86(1), 57-65

In vitro rooting and acclimatization of Arnica montana: a) In vitro rooting of A. montana on ½ MS with 0.5 mg/l IBA; b) Ex vitro adapted plants; c) Plants cultured in the experimental fiеld “Beglika”; d) Three-year old plants during flowering stage.
Petrova et al. (2021) Agric. Consp. Sci., 86(1), 57-65

In vitro cultivation of Melissa officinalis: Micropropagation on MP3 medium (MS supplemented with 1.5 mg/L BAP and 0.5 mg/LNAA:a) first subculture) and b) second subculture; c) In vitro rooting on ½ MS nutrient medium; d) Ex vitro adapted plants.
Petrova et al. (2021) J. Microbiol. Biotechnol. & Food Sci., 11(3), e4077


[ Top ]

Ние в интернет:

Пишете ни:

Елате да се запознаем:

ул. 'Акад. Георги Бончев', бл. 21
гр. София 1113, България

Свържете се с нас:

Тел.: +359 2 9792606
Факс: +359 2 8739952