Симбиогенетика: принципы формирования растительно-микробных генетических систем

В отличие от классической генетики, симбиогенетика оперирует генами не отдельного организма, а исследует общий генетический контроль признаков от двух и более генетических систем. Такой генетический анализ исследует возникновение новых адаптаций (признаков), которыми не обладали члены системы до взаимодействия, что обеспечивает им возможность расширения адаптационного потенциала всей системы.
Эта стратегия позволяет не собирать в геноме все возможные гены, но, в случае необходимости, пользоваться сотнями генов симбионта, сохраняя лишь специфическую систему контроля взаимодействия на основе небольшого числа факторов — симбиотических генов. На примере микробно-растительных систем (МРС) в курсе последовательно раскрывается принцип дополнительности — объединение организмов в соответствии с генами, которые они несут. Система симбиотических генов позволяет опознавать симбионта, обеспечивать его проникновение в клетку хозяина, где под их контролем формируются временные органеллы, функционирующие в общей системе организма. На их примере становится понятным формирование эукариотической клетки вообще, где регулярные органеллы — ядро, пластиды, митохондрии и др. — имеют симбиотическое происхождение.

Знание закономерностей симбиотических отношений позволяет понять непрерывное развитие живого как переход от относительно простых организмов ко все более сложным, способным использовать ранее накопленную на Земле генетическую информацию. Симбиогенетика позволяет создавать новые генетические системы с повышенной эффективностью в сельскохозяйственном производстве, глубоко разбираться в формировании микробиомов и метагеномов природных и биотических экологических ниш, включая человеческий организм.

 

Форма обучения заочная (дистанционная). Еженедельные занятия будут включать просмотр тематических видеолекций, изучение дополнительных материалов и выполнение тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов, тестирование по пройденному материалу. Для получения сертификата необходимо выполнить все задания, тесты и написать финальный экзамен.

Модуль 1. Отношения между организмами — объект генетики 
Модуль 2. Основные положения симбиогенетики 
Модуль 3. Специфичность симбиотических отношений
Модуль 4. Симбиотические гены растений: «прямая генетика», понятие.
Модуль 5. Симбиогенное происхождение эукариотической клетки
Модуль 6. Эволюция генома симбиотических бактерий
Модуль 7. Эволюционные отношения мутуализма и паразитизма
Модуль 8. Обратная» генетика симбиоза
Модуль 9. Распространение бактериального сигнала в растениях
Модуль 10. Системная регуляция симбиоза
Модуль 11. Метаболическая интеграция организмов в симбиозе
Модуль 12. Практическое и экологическое значение симбиогенетики

 

  

ОК-2. Готов использовать знание современных достижений науки и образования при решении образовательных и профессиональных задач.
ОК-3. Способен к самостоятельному освоению новых методов исследования, к изменению профиля своей образовательной деятельности.
ОК-5. Готов работать с текстами профессиональной направленности на английском и русском языках.

05.04.06 Экология и природопользование
05.06.01 Науки о Земле
06.03.02 Почвоведение
06.04.01 Биология
06.06.01 Биологические науки
19.04.01 Биотехнология
35.03.03 Агрохимия и агропочвоведение
35.03.04 Агрономия
35.03.05 Садоводство
35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции
Дисциплина участвует в формировании универсальных компетенций обучающихся по образовательным программам бакалавриата/специалитета, а также иных компетенций, предусмотренных образовательной программой.

По окончании обучающийся должен знать:

1. законы формирования межорганизменных отношений на основе интеграции генетических систем партнеров;
2. методы работы с надорганизменными системами, закономерности их эволюции;
3. значение межорганизменных отношений для создания эукариотической клетки, закономерности мобилизации генетических ресурсов планеты. 

По окончании обучающийся должен уметь:

1. определять наличие и роль симбиотических отношений в надорганизменных системах;
2. проводить генетический анализ симбиоза;
3. предлагать и осуществлять проекты создания новых и совершенствования существующих симбиотических отношений.

По окончании обучающийся должен владеть:

1. современными методами генетического анализа, включая прямую и обратную генетику, использование для этого транскриптомного, протеомного и других «омиксных» подходов;
2. методологией параллельной селекции микро- и макросимбионтов.