Рабочая программа (стр. 2 )

№	Раздел дисциплины	Виды учебной работы аспирантов и трудоемкость (в часах)	Форма контроля и отчетности
Лекции	Семинары	Практ. занятия	Самост. работа
Достижения транкриптомики, протеомики и метаболомики в науке о растениях (ФД. А.01)
1.	Методы оценки экспрессии генов растений	4			32
2	Современные подходы к количественной оценке растительных белков	2			16
3.	Количественная оценка низкомолекулярных метаболитов растений	2			16
	Всего	8			64	Зачет
Фитогормоны в регуляции неспецифической устойчивости растений (ФД. А. 02)
1.	Классификация фитогормонов и их сигналинг	2			16
2.	Участие АБК в регуляции стресс-устойчивости	2			16
3.	Салицилат-, жасмонат - и этилен - индуцированная системная устойчивость	2			16
4.	Значение других гормонов в регуляции устойчивости	2			16
	Всего	8			64	Зачет
Применение иммунохимических методов в физиологии растений (ФД. А.03)
1.	Получение антител и иммуноанализ белков и гормонов растений	2			16
2.	Иммуноанализ в изучении количественных изменений белков и фитогормонов	2			16
3.	Иммуногистохимические методы. Приготовление срезов тканей растений и способы выявления антигена на срезах	2			16
4.	Достижения современных микроскопических методов при изучении растений	2			16
	Всего	8			64	Зачет
Основы теории творчества и решения прикладных задач в биологии (ФД. А.04)
1.	Методологические и психологические основы творчества	2	2		20
2	Закономерности построения и развития объектов творчества	2	2		20
3	Техническое противоречие и алгоритмы решения изобретательских задач	4	2	2	16
	Всего	8	6	2	56	Зачет, реферат

4. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННЫХ КУРСОВ

Основная дисциплина по специальности

03.01.05 – Физиология и биохимия растений

Лекция 1. Структура растительной клетки, ее основные компоненты. Биоэнергетика

Структура и функции углеводов, липидов, аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и вторичных метаболитов. Особенности строения, структурная и функциональная организация растительной клетки: ядро, пластидная система, хлоропласты, митохондрии, мембранные системы растительной клетки, вакуоль, цитоскелет, клеточная стенка. Клетки растений in vitro. Фотосинтез и дыхание.

Лекция 2. Водный обмен, минеральное питание, дальний транспорт фотоассимилятов

Вода, как структурный компонент растительной клетки, ее участие в биохимических реакциях. Градиент водного потенциала как движущая сила поступления и передвижения воды. Аквапорины (белки водных каналов), их структура, принцип работы. Транспорт воды по растению. Количественные показатели транспирации. Особенности водообмена у растений разных экологических групп (ксерофитов, мезофитов, гигрофитов, галофитов). Функциональная классификация элементов минерального питания. Рост корня как основа поступления элементов минерального питания. Пассивный и активный транспорт ионов. Восстановление нитратов растениями. Транслокация веществ из листьев в другие органы.

Семинар 1. Транспорт воды, элементов минерального питания. Водный потенциал. Водные каналы. Транспирация. Водный обмен у ксерофитов, мезофитов, гигрофитов, галофитов. “Нижний” и “верхний” концевые двигатели водного тока. Корневое давление. Транспирация. Устьичная и кутикулярная транспирация. Роль устьиц в водообмене. Поглощение ионов и их передвижение в корне. Модели поступления ионов в корень, транспорт минеральных веществ в ксилему. Регуляция систем транспорта ионов из среды в корень и загрузки ксилемы.

Лекция 3. Рост и развитие растений, интеграция физиологических процессов

Общие закономерности роста. Рост растений и среда. Основные этапы онтогенеза Механизмы морфогенеза растений. Гормональная регуляция роста и развития растений. Сеть путей передачи сигналов в клетке. Внутренние ритмы развития растений. Прорастание семян. Регуляция вегетативного роста растений и генеративного развития растений. Системы регуляции и их иерархия в растении.

Лекция 4. Устойчивость растений к неблагоприятным факторам

Стресс и адаптация — общая характеристика явлений. Неблагоприятные факторы биотической и абиотической природы. Водный дефицит. Адаптация растений к осмотическому и токсическому действию солей. Осморегуляторная и протекторная функции осмолитов. Экстремальные температуры. Активные формы кислорода (АФК) и их генерация при стрессах. Механизмы защиты растений от избытка АФК. Аноксия и гипоксия. Токсичность тяжелых металлов для растений и механизмы защиты от них. Фитоиммунитет.

Семинар 2. Стресс-устойчивость растений. Понятие стресса у растений. Молекулярные механизмы адаптации растений к стрессовым факторам, вызывающим обезвоживание, и сигнальная регуляции этого фундаментального процесса. Понятие иммунитета у растений. Индуцирование устойчивости растений к биотическим и абиотическим факторам среды.

Дисциплины по выбору аспиранта

Взаимодействие растений с другими организмами (ОД. А.04)

Лекция 1. Теоретические основы фитоиммунитета.

Иммунитет растений. Виды иммунитета. Двухфазность ответа растений на внедрение патогена. Рецептор - лигандный тип взаимодействия растения-хозяина и патогена. Развитие патологического процесса в растительном организме. Специализация патогенов.

Лекция 2. Молекулярно–биохимические факторы устойчивости растений к патогенам

Защитные реакции растений в совместимой и несовместимой патосистемах. Окислительный взрыв. Типы АФК и их функции при патогенезе. Ферментные системы, участвующие в регуляции уровня АФК. Сверхчувствительность. Элиситоры и супрессоры защитного ответа растений. Защитные белки. Фитоалексины. Лигнин и его защитная роль.

Лекция 3. Использование научных достижений фитоиммунологии в практическом растениеводстве.

Роль сигнальных систем в развитии устойчивости растений к фитопатогенам Индуцирование устойчивости растений элиситорами и сигнальными молекулами. Салициловая кислота. Жасмоновая кислота. Хитин и его производные. Трансгенные растения. Лабораторные методы исследования устойчивости растений.

Лекция 4. Симбиотические взаимоотношения растений с азотфиксирующими микроорганизмами.

Генетика азотфиксации. Структура и функция нитрогеназы. Организация и экспрессия nif-генов. Происхождение нитрогеназы. Бобово-ризобиальный симбиоз. Онтогенез клубеньков. Генетика развития клубеньков у бобовых. Специфичность симбиоза. Nod-факторы - детерминанты хозяйской специфичности. Контроль эндосимбионтов хозяином. Симбиотическое питание растений азотом. Симбиоз растений с цианобактериями. Клеточная дифференцировка цианобактерий. Развитие симбиоза.

Молекулярная фитопатология (ОД. А.05)

Лекция 1. История формирования взглядов на иммунитет растений

Исследователи античного мира и средних веков о болезнях растений, их происхождении и способах защиты от них. Роль открытия микроскопа в формировании современного взгляда на болезни растений. Роль и в создании основ фитоиммунологии. Формирование современного взгляда на процессы взаимоотношения растений с другими организмами (нейтрализм, аменсализм, комменсализм, конкуренция, паразитизм, мутуализм (симбиоз), протокооперация). освещению народно-хозяйственного значения использования знаний о защите растений.

Лекция 2. Фитопатология как наука о болезнях растений

Определение понятия «болезнь растения». Классификация болезней растений. Облигатные и факультативные паразиты, определение понятий «патогенность, вирулентность, агрессивность». Характеристика симптомов заболеваний растений: гнили, пятнистости, язвы, хлорозы, налеты, увядания, опухоли, пустулы, мумификации, отставания в росте, кустистости, деформации. Процесс развития заболевания, его основные стадии: заражение, инкубационный период, собственно болезнь. Факторы, определяющие распространение патогенов. Сравнении механизмов устойчивости растений с иммунитетом других форм живых организмов. Современные методы, необходимые для изучения физиологических механизмов устойчивости растений к фитопатогенам.

Лекция 3. Системы естественного иммунитета растений и агрессивности патогенов

Роль сигнальных систем растения и патогена (гормоны, элиситоры, супрессоры) в развитии устойчивости/восприимчивости растений к патогенам, роли различных защитных белков растений в формировании устойчивости и белков агрессивности патогенна, индукция синтеза которых происходит в условиях инфицирования. Патоген индуцируемые белки (PR-белки), белки-гидролазы патогенов, белкам про-/антиоксидантной системы, белкам фосфорилирования и дефосфорилирования. Белки рецепторной системы растений и патогенов, узнающие поступающий извне сигнал и соответственно передающие в клетку информацию, а также про-/антиоксидантная система растения и патогена в запуске защитных систем или агрессивности партнеров.

Лекция 4. Практическое применение знаний по молекулярной фитопатологии

Механизмы развития системной и индуцированной устойчивости растений к фитопатогенам как результата физиологического взаимодействия гормонов, белков и нуклеиновых кислот (ингибирование, ацетилирование, фосфорилирование белков, метилирование нуклеиновых кислот, РНК-сайлесинг) и практическому использованию знаний о устойчивости растений к патогенам. Получению трансгенных растений, устойчивых к патогенам и насекомым, преимуществам их использования в сравнении с химическим способом защиты. Будут обсуждены и проблемные аспекты, связанные с трансгенозом и наличием антипатогенных соединений в тканях растений, способам и подходам, снижающим их негативное влияние. Будет обсуждена проблема использования современных препаратов для защиты растений от патогенов.

Биотехнология растений (ОД. А.06)

Лекция 1 Биотехнология растений как наука и отрасль производства

Определение биотехнологии. Традиционная и новейшая биотехнология растений. Гипотеза Хаберландта Haberlandt (1902) о тотипотентности растительной клетки. Этапы развития биотехнологии растений. Современные достижения в области генетической модификации растений.