ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН

Получены новые данные в области структурной организации интестинальных микробных сообществ личинок Zophobas atratus, выращенных на двух различающихся по составу искусственных питательных средах (ИПС). Филогенетический анализ выявил четыре филы (Pseudomonadota, Actinobacteria, Bacillota, Bacteroidota) с диета-зависимыми изменениями на уровне рода, энтеробактерии и аминоавтотрофы преобладали у личинок, культивируемых на безцеллюлозной ИПС, на целлюлозной ИПС – доминировали дрожжи. Проанализированы данные о видовом составе микробиома насекомых-ксилофагов разных таксономических и трофических групп, обобщены сведения о роли микроорганизмов в питании, устойчивости хозяина к энтомопатогенам и адаптации к условиям среды. Установлены экологические последствия перестройки микробиоты в системе «насекомое-микробиом», выраженные в снижении скорости зоогенного ксилолиза валежа в лесных экосистемах.

Впервые проведён комплексный, круглогодичный мониторинг ключевых звеньев углеродного цикла в дубовых и кедрово-широколиственных лесах Южного Сихотэ-Алиня: произведённый опад и его фракции, почвенное дыхание, латеральный вынос С со стоком. На постоянных пробных площадях одновременно оценены масса и состав опада и потоки CO₂ из почвы. Выявлено преобладание листового опада (~70%), при этом в дубовых лесах опад достигал ~6.5 т/га а в кедрово-широколиственных — ~4.7 т/га; основной поток CO₂ приходился на лето и осень; в водотоках доминирует органический углерод и он особенно чувствителен к влажным годам. Полученные оценки создают базу для калибровки региональных моделей углеродного баланса.

В результате ревизии амфибиотических насекомых Палеарктики с использованием морфологических и молекулярно-генетических методов описано 2 новых и переописано 6 редких видов хирономид, для которых получены ДНК баркоды. Предложены гипотезы недавней колонизации арктических островов хирономидой Smittia brevipennis. Впервые исследованы хирономиды и веснянки заказника «Баджальский» и хребта Большой Хинган. Описано строение яиц 12 видов веснянок из Восточной Палеарктики, составлены определительные таблицы. Оценено биоразнообразие поденок ООПТ юга Дальнего Востока России, где выявлено 113 видов, что составляет около 50% фауны поденок России. Получены ДНК баркоды 10 видов поденок Камчатки, приведен сравнительный анализ с данными Генбанка и выявлено, что ряд не определенных поденок из Генбанка соответствует идентифицированным камчатским видам.

Впервые раскрыты механизмы действия генов природно-трансгенного, растения Ipomoea batatas. Показано, что ген rolB/C и новый, идентифицированный rolD-подобный ген не только способствуют активации вторичного метаболизма, но и стимулируют каскады защитных реакций, обеспечивающих устойчивость растений к стрессам. Эксперименты на модельных системах продемонстрировали, что ген rolB/C регулирует кальций-зависимые сигнальные пути, усиливая синтез антрахинонов. Его экспрессия приводит к снижению внутриклеточного уровня ионов Ca²⁺ и повышает транскрипцию специфических кальций-зависимых протеинкиназ. Новый rolD-подобный ген участвует в метаболизме пролина и ответе на неблагоприятные факторы внешней среды. Хотя rolD-подобный белок функционально близок своему агробактериальному гомологу, его экспрессия регулируется иначе, с участием стрессовых гормонов, таких как жасмоновая и салициловая кислоты.

Обнаружено 19 видов трематод, из которых пять новые для науки. Среди трематод из рыб: обоснован семейственный статус для представителей рода Stomachicola; выделены молекулярные признаки для родовой диагностики морфологически сходных трематод Asymphylodorinae, а также выявлено отсутствие корреляции морфологических и генетических показателей у отдельных представителей Haplosplanchnidae; на молекулярном уровне подтверждено наличие на юге ДВ двух видов Orientocreadium, не имеющих значимы морфологических различий, и в результате реконструкции гаплотипической сети установлено, что среди особей одного из видов выделяется 4 гаплогруппы. Установлена принадлежность, морфологически отличающихся особей Psilotrema - паразитов птиц и впервые обнаруженных у ондатры одному виду. Подтвержден азиатско-европейский космополитизм Plagiorchis koreanus - паразита летучих мышей.

Впервые установлена специфика изменения микробного сообщества почв агрофитоценозов и естественных ландшафтов под влиянием факторов окружающей среды (осадки, температура, N, СО2). Доказано, что среди микроорганизмов трансформирующих N наиболее чувствительны к изменению факторов аминоавтотрофы. Увеличение количества осадков и концентрации СО2 приводит к снижению их активности и интенсивности минерализации органического вещества почв. В почвах естественных ландшафтов впервые изучено бактериальное разнообразие железо-марганцевых ортштейнов и доказано участие 35 семейств бактерий в циклах трансформации элементов питания растений, тяжелых металлов и органического вещества. Выявлены 8 семейств бактерий участвующих в процессе формирования ортштейнов. Результаты свидетельствуют о высокой лабильности микробного сообщества почв юга ДВ России и могут быть использованы для повышения плодородия почв.

Подведены итоги публикационной активности сотрудников лаб. энтомологии за 2025 г. Результаты опубликованы в 42 статьях в журналах: 1 Уровня (2); 2 Уровня (35); 4 Уровня (5). Значительно дополнены данные по таксономичес­кому разнообразию, географическому распространению, морфологии и экологии рецентных групп членистоногих Палеарктики и Восточной Азии. Описаны новые для науки 2 рода и 44 вида наземных членистоногих, синонимизировано 16 видовых названий, а для 13 предложены новые комбинации, обозначены лектотипы для 7 таксонов. 12 родов и 58 видов насекомых, многоножек и пауков впервые указываются для России, стран Европы и Азии. Выявлены различия в видовом составе и сезонной динамике ассамблей жуков, обитающих в помете диких и домашних животных. Моделирование эколого-географического распределения прямокрылых насекомых позволило оценить возможную вредоносность массовых видов.

Получены новые данные по разнообразию, географическому распространению, биологии и экологии криптогамных организмов и сосудистых растений различных экосистем азиатской части России (Якутия, ЕАО, Приморский край, Сахалин и Курильские о-ва, Камчатка, Чукотка), Черного, Азовского и Средиземного морей, а также Ирана.

Дальний Восток России известен как зона контакта различных фаун и множественных рефугиумов, однако биологическое разнообразие региона изучено поверхностно, в частности для важных в эпидемиологическом плане групп (грызуны, рукокрылые). В цикле работ получены новые данные о морфотипической, кариологической и микросателлитной изменчивости дальневосточных популяций грызунов. Комплексный анализ морфологической и генетической изменчивости редких и массовых видов дальневосточных рукокрылых впервые позволил показать формирование их современной генетической структуры и внутривидовой подразделенности. Максимальное внутривидовое разнообразие для всех исследованных видов сосредоточено на юге ДВ России, что имеет большое значение для понимания микроэволюционных процессов, мониторинга состояния природных популяций и для эпидемиологических исследований.

В результате изучения насекомых отряда сетчатокрылых (Neuroptera) из средне-мелового янтаря Мьянмы и эоцена Европы и Северной Америки описаны новые для науки 4 рода и 7 видов из семейств Mantispidae, Berothidae, Chrysopidae и Polystoechotidae. Два новых эоценовых рода Mantispidae из Дании – первые кайнозойские Drepanicinae. Новый род Symphrasinae (Mantispidae) из янтаря Мьянмы внешне очень сходен с Rhachiberothidae, что позволяет говорить о родстве этих таксонов. Все это позволяет лучше понять эволюционные процессы, происходившие у насекомых в мелу и эоцене. Переописан юрский Kalligramma haeckeli – вид, который размером и внешне похож на крупных дневных бабочек; это позволило изменить классификацию семейства Kalligrammatidae.

Установлен состав эндофитных бактериальных и грибных сообществ ели Picea jezoensis. Функциональный анализ эндофитных сообществ показал, что многие бактерии ели обладают рост-стимулирующими свойствами, и некоторые грибы ели способны проявлять антагонистическую активность в отношении фитопатогенов. Разработан эффективный метод ранней диагностики возбудителя ложной мучнистой росы винограда Plasmopara viticola на основе количественного метода ПЦР РВ. Охарактеризован геном бактерии Gordonia aichiensis P6PL2, ассоциированной с виноградом Vitis amurensis, который содержал гены, ответственные за синтез фитогормонов и повышающие биодоступность макроэлементов. Однократное внесение P6PL2 к семенам риса стимулировало рост растений. Таким образом, найдены микроорганизмы, обладающие полезными для сельского хозяйства свойствами и предложен метод диагностики фитопатогена винограда.

В рамках интегративной таксономии на основе координированного использования морфологических признаков и молекулярно-генетических данных (фрагмент mtCOI), был решен ряд таксономических задач в 7 семействах чешуекрылых. География происхождения материала, вовлеченного в исследования, охватывала Европу, Центральную, Восточную и Юго-Восточную Азию, Северную Америку. Предложено 28 зоологических номенклатурных актов, основными из которых были описание 2 новых родов, 1 нового подрода и 8 новых видов; предложена новая синонимия (в том числе для 2 названий группы семейства), серия названий сменила свой таксономический статус. Впервые для фауны России приведены 2 рода и 2 вида, 1 вид для Дальнего Востока России, 1 род и 1 вид для Приморского края. По результатам исследования опубликовано 8 статей (все в БС; WOS –7 и Scopus – 1).

В рамках совместной работы было проведено комплексное исследовано влияния монохроматического освещения на ростовые и биосинтетические показатели клеток растений, реализующих различные биосинтетические пути, артишока обыкновенного (C. scolymus) и воробейника краснокорневого (L. erythrorhizon). Мы показали, что синий монохроматический свет активирует биосинтез фенилпропаноидов и блокирует синтез изопреноидов, тогда как красный имеет противоположный эффект. Более того, увеличение интенсивности синего светового воздействия приводит к гибели клеток, в то время как красный свет оказывает положительный эффект на рост вне зависимости от интенсивности. На основе полученных данных нам впервые удалось схематизировать роль спектрального состава света в регуляции биохимического гомеостаза растительной клетки, что открывает новые перспективы в светозависимой регуляции распределения клеточных ресурсов.

В книге обобщены и систематизированы современные данные геномных исследований. Начиная с краткого исторического обзора развития представлений о ДНК и методов анализа геномов, обсуждаются основные положения геномики, включая методы секвенирования (от капиллярного до секвенирования отдельных молекул, и секвенирования in situ), сборки и аннотации геномов, а также основные и частные разделы геномики (функциональная, сравнительная и структурная геномика, синтетическая и 3D геномика, эпигеномика и т.д.). Приводятся примеры применения геномных данных в решении широкого круга научных (например, вариации размеров геномов и предпочтение кодонов, мобильные генетические элементы и горизонтальный перенос генов, гетерозис, гибридное видообразование и филогенез) и прикладных задач (в области медицины, антропологии и археологи, управлении биоресурсами, в сельском хозяйстве и биотехнологии).

Установлено, что климатическая чувствительность сосны корейской значительно меняется с камбиальным возрастом и стадией онтогенетического развития - от подроста до старовозрастных деревьев. На основе 191 керна построены шесть древесно-кольцевых хронологий, что позволило избежать смешения возрастных эффектов. Выявлены возрастные тренды реакции на температуру и влажность: на рост молодых деревьев выраженное влияние оказывают летние и осенние температуры, на рост взрослых деревьев - летнее увлажнение. Модели по онтогенетическим стадиям объясняют до 98% изменчивости реакции на вариации климата. Результаты важны для прогнозов последствий потепления и адаптации лесного хозяйства в кедрово-широколиственных лесах.

Представители реликтовой флоры рода Aristolochia L. являются ценными источниками биологически активных веществ и основой уникальных сообществ, часто находящихся под угрозой исчезновения. Было показано, что условия выращивания представителей этого рода слабо коррелируют с признаками устьичного аппарата листа такими как число устьиц и длина замыкающих клеток устьиц. Тип эпикутикулярных восков и наличие или отсутствие двух типов трихом позволяют точно идентифицировать каждый вид рода независимо от условий произрастания. Выявленные характеристики являются дополнительными диагностическими таксономическими признаками. Модификация питательных сред для микроклонального размножения травянистых представителей этого рода позволила сократить материальные и трудовые затраты на успешное размножение 9 видов Aristolochia из секций Diplolobus и Gymnolobus.

Изучен обширный палеоботанический материал из мезо-кайнозойских местонахождений Восточной Сибири, Дальнего Востока России, Китая и Японии. Прослежены пространственные изменения и временные тенденции таксономического разнообразия флор и типов растительности, тесно связанных с климатическими параметрами, а также палеогеографическими и палеоэкологическими обстановками. Выявлена тесная связь абиотических и таких флористических событий, как динамика разнообразия, деградация, исчезновение и появление растительных формаций, возникновение и особенности расселения покрытосеменных.

Новая филогенетическая гипотеза предложена для азиатских травяных ящериц рода Takydromus, ключевое место в которой занимает экологическое видообразование. Впервые получены данные о генетической изменчивости для двух эндемичных для юга ДВ России видов амурской и корейской долгохвосток. Выявлено, что генетическое разнообразие у видов рода распределено неравномерно: 1 - лесные виды имеют меньший уровень изменчивости по сравнению с луговыми; 2 - виды, обитающие в северных широтах на материке, в значительной степени утеряли свое генетическое разнообразие в плейстоцене из-за сокращения ареалов в результате деградации подходящих местообитаний до отдельных небольших рефугиумов; 3 - островные популяции лесных видов продолжают сохранять большую часть генетического разнообразия.

Проведены работы по уточнению границ ареалов ряда пресноводных Bivalvia Евразии. Впервые утиная беззубка Anodonta anatina отмечена в бассейне р. Иркут, подтверждено обитание жизнеспособных популяций вида в р. Ангара. Уточнено распространение узкой беззубки Pseudanodonta complanata в Ростовской, Псковской, Калининградской областях (Россия), землях Гессен, Баден-Вюртемберг, Шлезвиг-Гольштейн, Бавария (Германия). Для разделения близких видов Anodonta и Pseudanodonta предложены видоспецифичные признаки личиночных раковин. На основе фондов Зенкенбергского музея (Франкфурт-на-Майне, Германия) и коллекции ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН (Владивосток, Россия), впервые для музеев подготовлен стандарт работы с личинками (глохидиями) пресноводных Bivalvia, включая сборы более 100 лет хранения. Разработана подробная инструкция (с иллюстрированными примерами) по пробоподготовке и описанию результатов.

Новые исследования расширили понимание угроз и механизмов сохранения для популяции амурского тигра. Разработан неинвазивный метод определения возраста особей на основе микробиомных маркеров в фекалиях, что позволило повысить точность реконструкции родословных диких тигров. Обнаружена передача гамма-герпесвируса от азиатского барсука к амурскому тигру, демонстрирующая путь заражения хищников патогенами от жертв. Эти данные открывают новые возможности для мониторинга здоровья и управления генетической структурой изолированных популяций.

Работы посвящена изучению метаболического полифенольного профиля и оценке биотехнологического потенциала корней и культур корневых волосков Scutellaria lateriflora (шлемник бокоцветковый).