Роньжина Елена Степановна

Доктор биологических наук, заведующий кафедрой агрономии ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет», директор Научно-исследовательского центра биологии и биотехнологии растений ФГОУ ВПО «КГТУ», председатель Калининградского отделения Общества физио-логов растений России.

Область научных интересов

Руководитель госбюджетной темы «Механизмы регуляции и интеграции роста, раз-вития, устойчивости и продуктивности растений». Тематика связана с изучением механизмов (в первую очередь, гормональных), контролирующих метаболизм органических веществ (главным образом, углеводов, аминокислот, белков) в растениях.

Руководитель госбюджетной темы «Комплексное изучение, рациональное исполь-зование, охрана и воспроизводство природных растительных ресурсов».

Стресс-физиология, в том числе реакция живых организмов на тяжелые металлы, окислительный стресс, системы антиоксидантной защиты живых систем.

Лекарственные растения и качество лекарственного сырья, получаемого в Калинин-градской области.

Имеет 117 публикаций, из них 2 монографии (одна в соавторстве), 105 научных работ, 1 патент на изобретение, 9 учебно-методических разработок. Является ответственным редак-тором ряда сборников научных трудов и коллективных монографий.

Результаты научно-исследовательской работы представлены на 45 научных конфе-ренциях, симпозиумах, съездах, 23 из них – международного уровня. Многие из них внедре-ны в практику и учебный процесс.

Является лауреатом премии «Эврика» - высшей премии Калининградской области в сфере науки, технологий и инновационной деятельности за работу «Разработка и апробация инновационных технологий возделывания важнейших сельскохозяйственных культур в поч-венно-климатических условиях Калининградской области» (2008 год) (совместно с Н.С. До-кучаевым, И.И. Брысозовским, Л.М. Григорович).

Основные научные результаты. Проведено комплексное изучение функционирования донорных и акцепторных органов и процессов, контролирующих в онтогенезе транспорт и распределение ассимилятов в растениях, в том числе с участием цитокининов. На основании полученных данных разработана концепция, в которой впервые синтез, транспорт, распреде-ление, потребление и запасание веществ интегрированы в единую систему взаимосвязанных процессов. Эта концепция также учитывает и описывает причинно-следственные связи меж-ду сигналами метаболитной, осмотической и гормональной природы при интеграции различ-ных органов и тканей в единую донорно-акцепторную систему. Показано, что согласованное функционирование органов и тканей растения осуществляется благодаря формированию гра-диента осмотического потенциала между ними. Его величина определяется ростовыми и ме-таболическими процессами, протекающими как на донорном, так и на акцепторном концах транспортного пути. Это позволило снять разногласия о роли различных элементов донорно-акцепторной системы в регуляции транспортных процессов в растениях.

Выяснено, что донорная функция органов и тканей зависит от наличия транспортного пула ассимилятов, определяющего величину осмотического потенциала на донорном конце флоэмы. Размер транспортного пула зависит от углеводной или неуглеводной направленно-сти метаболизма клеток мезофилла, использования углерода на эпигенетические процессы, протекающие в самом листе, отложения в клетках мезофилла в виде запасных соединений или включением в транспортные формы ассимилятов.

Акцепторные свойства органов и тканей определяются процессами, повышающими осмотический потенциал в конце транспортного пути: ростом растяжением и выводом асси-милятов из транспортного русла, в первую очередь, за счет накопления полимерных и/или гидрофобных соединений. Выявлена функциональная роль акцепторов, заключающаяся в обеспечении возможности транспорта веществ в течение длительного времени благодаря по-стоянной утилизации притекающих соединений.

Впервые проведено комплексное изучение действия цитокининов на функциональную активность донорных и акцепторных органов в системе целого растения. Выяснено, что эти фитогормоны активируют специфическую генетически детерминированную функциональ-ную активность органов и тканей растения, что определяет особенности их ответных реакций на цитокинин, увеличивает градиент осмотического потенциала и давления между ними и тем самым влияет на интенсивность и направленность флоэмного транспорта веществ.

Для выяснения механизма аттрагирующего эффекта цитокининов использована мо-дельная донорно-акцепторная система – изолированные листья с терминальной флоэмой от-крытого и закрытого типов, локально обработанные цитокинином. С ее помощью показано, что мишенью действия цитокининов является не флоэма или мембранные механизмы меж-клеточного переноса веществ, а паренхимные клетки акцепторных зон (в листьях - клетки мезофилла обработанной цитокинином половинки листа). Впервые изученное действие цито-кинина на листья с открытой терминальной флоэмой позволило показать принципиальную обратимость симпластного транспорта ассимилятов.

Выяснено, что аттрагирующее действие цитокининов как в модельной донорно-акцепторной системе – изолированных листьях, так и в системе целого растения, заключается в стимуляции процессов роста растяжением и накопления запасных полимерных и/или гид-рофобных соединений. Определены наиболее значимые этапы регуляции цитокинин-зависимого роста растяжением; показано, что он связан со снижением рН апопласта, через серию событий приводящим к повышению растяжимости клеточной стенки.

Таким образом, выявлены ключевые физиологические процессы и определены меха-низмы, контролирующие транспорт и распределение ассимилятов в системе целого растения, установлена роль цитокининов в регуляции этих процессов, изучено действие этих фитогор-монов на функциональную активность донорных и акцепторных органов. Важное теоретиче-ское значение имеют разработанная схема формирования аттрагирующего эффекта цитоки-нинов в изолированных листьях и схема взаимосвязи между гормональными, метаболитными и осмотическими сигналами при регуляции цитокининами транспорта и распределения асси-милятов в системе целого растения. Разработанная и описанная экспериментальная модель - изолированные листья с открытым и закрытым типами терминальной флоэмы - может быть использована для изучения физиологических эффектов и механизмов действия цитокининов в растительных тканях. Предложена классификация акцепторов, учитывающая как особенно-сти их метаболизма, так и способы разгрузки ассимилятов. Теоретические положения и экс-периментальные данные диссертации создают основу для целенаправленного управления количеством и качеством урожая. Разработана технология применения цитокининов для по-вышения урожайности картофеля и томатов.

---