Кафедра Биологии почв

Раздел материалов кафедры Биологии почв.

В четверг, 23 ноября, на нашей кафедре состоялся День открытых дверей для второкурсников. Участники смогли подробнее узнать об основных направлениях научных исследований кафедры, познакомились с сотрудниками, посетили наши лаборатории и побывали на микологическом практикуме, а в довершении вечера смогли за чашкой чая побеседовать об учебе на кафедре с нашими студентами и даже немного поиграть.

Напоминаем, что вы всегда можете узнать контакты сотрудников, занимающихся темой, которая вам интересна, здесь и задать другие вопросы, касающиеся поступления и обучения на кафедре, секретарю по учебным вопросам Максимовой Ирине Аркадьевне в комнате 295 или по почте (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.).

 

    

В апреле кафедра отметила 70-летний юбилей, а пятый выпуск журнала «Почвоведение» 2023 года полностью посвящен биологии почв.

Студенты, аспиранты и сотрудники кафедры отличаются особым трудолюбием, академичностью и междисциплинарностью исследований; студенты проходят производственную практику в передовых научно-исследовательских лабораториях Москвы: ФИЦ Биотехнологии РАН (Институт микробиологии имени С.Н.Виноградского), Институт биологии гена РАН (лаборатория молекулярной генетики), ФИЦ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева» (лаборатория почвенной микробиологии и биохимии), Всероссийская коллекция микроорганизмов ИБФМ РАН, Государственный институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды (лаборатория санитарной микробиологии), Институт проблем экологии и эволюции РАН (лаборатория экологии и функциональной морфологии высших позвоночных) и др.

О современных трендах в изучении биологии почв и направлениях работы кафедры мы поговорили с заведующим кафедрой Алексеем Львовичем Степановым:

«Почва представляет собой биокосное тело, то есть совокупность неживого и живого вещества. Микроорганизмы, являясь составной частью почв, во многом определяют ее современный облик - а почвенная биология занимается как раз изучением этих микроорганизмов.

Если сравнивать, например, коры выветривания на Земле и на Марсе, то с химической и физической точки зрения они мало отличаются друг от друга. Почва приобретает все свои уникальные свойства благодаря тому, что в ней присутствуют живые организмы. Именно в этом состоит отличие почвы от коры выветривания - она «живая». Численность и биомасса микроорганизмов в почвах может достигать очень больших величин. Так, число микробных клеток только в одном грамме почвы достигает 10 миллиардов, что сопоставимо с общим числом людей, которые обитают на земном шаре.

Биология почв на сегодняшний момент действительно может решать самые насущные проблемы человечества. Одной из них является распространение антибиотикорезистентности. Всемирная организация здравоохранения выделила 12 микробных штаммов, на которые уже не действует ни один современный антибиотик. Антибиотики находят широкое применение в животноводстве, птицеводстве и других отраслях, но с выделениями животных они попадают в окружающую среду, в почву, где формируются микробные сообщества, устойчивые к этим антибиотикам. Когда мы с удовольствием поглощаем свежие овощи и блюда, состоящие из морковки, редиса или листьев салата, то мы должны быть готовы к тому, что в пищеварительный тракт попадают микроорганизмы из почвы, на которой развивались растения. Особая опасность состоит в том, что среди них возможно присутствие штаммов, резистентных к большинству современных антибиотиков. Задача почвенной биологии - изучать процессы микробного разложения антибиотиков в окружающей среде, чему посвящено одно из новых научных направлений, развивающихся на кафедре. С другой стороны, благодаря колоссальной численности и разнообразию почвенных микроорганизмов, их микробиом можно рассматривать как источник микробных продуцентов новых антибиотиков. И этому направлению мы также уделяем особое внимание с момента основания кафедры. У нас формируются коллекции почвенных микроорганизмов, способных образовывать новые антибиотики, к которым еще не сформировалась устойчивость у большинства патогенных микроорганизмов.

Следующая проблема, с которой сталкивается современное общество – микропластик в окружающей среде. Всем известно, что пластик очень медленно разлагается, и микроскопические частицы пластика попадают в организм животных и человека, пройдя через слой почвы, например, с питьевой водой. Как правило, пластик легко электризуется, то есть имеет заряд. Микроорганизмы часто также имеют отрицательный заряд, поэтому они локализуются на микрочастицах пластика, попавших в организм человека и животных, вызывая развитие инфекционного процесса. Поиск путей разложения частиц микропластика в почвах и окружающей среде также находится в фокусе современных исследований.

Еще одно важнейшее научное направление – работа над проблемой деструкции ксенобиотиков, которые накапливаются в окружающей среде в результате применения гербицидов и других средств защиты растений. Это направление исследований, наравне с изучением проблемы очистки и ремедиации почв от нефти и нефтепродуктов, приобретает все более острый характер. Сейчас мы ищем микроорганизмы, создаём комбинации из различных микробов, которые способны разлагать продукты нефтепереработки или сырую нефть в окружающей среде. Наиболее сложным является решение этого вопроса для арктических экосистем, так как при пониженных температурах скорость разложения нефти очень затруднена. В рамках международной конференции, которую мы проводили в конце 2022 года в рамках председательства России в Арктическом совете, рассматривались вопросы биоремедиации арктического побережья с использованием микробных технологий, которые позволяют удалить остатки нефти и нефтепродуктов даже в таких экстремальных условиях.

Серьезной проблемой, с которой столкнулось человечество, стало глобальное изменение климата. Многие уверены, что основным источником парниковых газов является сжигание ископаемого топлива, но современная атмосфера формировалась в течение многих миллионов лет, ещё до промышленной эры, и основным источником парниковых газов выступали и продолжают выступать процессы микробного разложения органического вещества в почвах. В настоящий момент из почвы в атмосферу выделяется около 200 млрд тонн углерода ежегодно, а в результате сжигания топлива - всего 10 млрд тонн. Биология почв как раз решает вопросы, связанные с управлением микробными сообществами, которые осуществляют процессы трансформации органического вещества в природе и, в частности, в почвах. Решение проблемы образования и поглощения парниковых газов является одними из важнейших направлений развития почвенной биологии в настоящее время.

Современное сельское хозяйство немыслимо без применения минеральных удобрений и распашки почв. Как известно, в результате этого растёт продуктивность сельского хозяйства, но при этом увеличивается и активность почвенного микробиома, и, как следствие, растет скорость разрушения органического вещества. Поэтому распространенные способы ведения сельского хозяйства часто сопровождаются и повышенной эмиссией парниковых газов. Проблема управления почвенным микробиомом в процессе сельскохозяйственного использования почв, например, сокращения масштабов применения минерального азота за счёт увеличения доли биологического (или микробного) азота в питании растений, представляет большой интерес в научном мире, и является приоритетным в современной почвенной биологии.

Все направления исследований доступны студентам и аспирантам кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ. Их научные работы связаны с решением тех глобальных задач, о которых я говорил выше, но и не только их. Биология почв стала в наши дни большим и разнообразным научным направлением, и говорить о ней можно очень долго».

К своему 70-летию кафедра биологии почв факультета почвоведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова подошла с большими успехами, достигла своего расцвета и пользуется широким авторитетом и признанием как у нас в стране, так и за рубежом. Кафедра биологии почв является единственной в мире университетской кафедрой подобного профиля. В настоящее время она насчитывает 29 сотрудников, в том числе 5 докторов биологических наук. На кафедре осуществляется подготовка специалистов по почвенной микробиологии (7-9 студентов направления «Почвоведение» в год) и биологическому контролю окружающей среды (3-4 студента направления «Экология и природопользование» в год), а также обучается 9 аспирантов. На кафедре работает 18 научных сотрудников и 7 преподавателей (все имеют ученую степень доктора или кандидата биологических наук) и 4 сотрудника учебно-вспомогательного персонала. Сочетание широкой и разноплановой научной работы с преподавательской деятельностью дает возможность готовить широко и разносторонне образованных специалистов по почвенной и экологической микробиологии. 

За 70 лет кафедра прошла большой путь развития. Совершенно изменились и преподавание, и содержание научной работы. Неузнаваемо поменялись направления исследований и используемые методы. Однако многие кафедральные традиции остаются неизменными. Это высокая заинтересованность работой, благожелательное отношение к людям, наряду с высокой требовательностью, тесное взаимодействие лабораторий, отсутствие антагонистических отношений.

За 70 лет кафедру окончило 690 студентов, многие из которых стали кандидатами и докторами наук. На кафедре успешно прошли обучение в аспирантуре более 200 человек. Многие выпускники кафедры стали известными учеными, заняли ведущие руководящие позиции в академических институтах.

Фото Н.Звягинцева

В этом году кафедре биологии почв факультета почвоведения МГУ исполнилось 70 лет. Торжества в честь этого знаменательного для всего факультета события прошли 20 апреля. Заседание Ученого совета, посвященное юбилею кафедры, открыл зав. кафедрой проф. А.Л. Степанов. В своем сообщении он рассказал об основных этапах ее истории и современных направлениях научной работы.

Затем слово взяли коллеги и выпускники кафедры, которые выступили с поздравлениями и вручили символичные подарки. Заведующие кафедрами нашего факультета единодушно отметили важность биологического фактора в почвообразовании, актуальность и высокий уровень научных исследований на кафедре биологии почв, четкую и отлаженную образовательную работу. Поздравить почвенных микробиологов приехали представители Почвенного института им. В.В. Докучаева, Научно-исследовательского института по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе, Российского государственного аграрного университета - МСХА им. К.А. Тимирязева, Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова, Института медико-биологических проблем РАН, Государственного научно-исследовательского института генетики и селекции промышленных микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт», Президиума РАН, пришли коллеги с биологического факультета.

«Я закончил кафедру биологии почв и могу сказать, что это место, где профессиональный уровень преподавания сочетается с качественными научными исследованиями в области почвенной микробиологии. Кафедра биологии почв предоставляет отличную основу для дальнейшей работы в этой области знания. Сейчас я руковожу Лабораторией почвенного углерода и микробной экологии Почвенного института имени В.В. Докучаева, и почти все сотрудники моей лаборатории являются выпускниками кафедры биологии почв», - говорит Михаил Вячеславович Семенов, выпускник 2012 года, окончивший аспирантуру и защитивший диссертацию в 2016, и большинство выступавших были с ним солидарны, ведь и сами когда-то учились на кафедре.

Фотографии с мероприятия доступны по ссылке: https://drive.google.com/drive... и в альбоме официальной группы факультета в VK.

Присоединяемся к поздравлениям!

Уважаемые студенты 2 курса!

27 марта 2023 года (понедельник) в 17:00 в кабинете 296 состоится собеседование на кафедру биологии почв.

 

По вопросам, связанным с приёмом на кафедру, обращайтесь к секретарю кафедры по учебным вопросам Максимовой Ирине Аркадьевне (ком. 295, тел. 8(495) 939-36-03, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.).

Когда я только поступил на факультет Почвоведения, то вначале преследовали уныние и депрессия… Ну, какие, к чёрту, почвы!? Моё призвание – биология! А рассказывают, в основном, про всякие камни, песок, глину, орудия земледелия, удобрения… Тоска! Но потом я стал понимать, что почва – совсем не грязь, а основа, поддерживающая всю жизнь на Земле! Именно в почве протекают циклы биогенных элементов и сосредоточено наибольшее разнообразие организмов. То есть без почвы всё живое быстро вымрет, поэтому она заслуживает внимания. Поняв это, я взял волю в кулак и стал чаще прислушиваться к лекторам – вдруг да растолкуют подробнее, почему же стоит учиться именно на этом факультете?

Уважаемые коллеги!

Кафедра биологии почв приглашает Вас принять участие в дистанционной научной конференции 

Выдающиеся ученые Московского университета: 
Д.Г. Звягинцев в науке и жизни
(90 лет со дня рождения)

 

Открытие конференции состоится 17 марта 2022 года в 13:00. Запланированы приглашенные доклады учеников Дмитрия Григорьевича и продолжающих его научные труды молодых исследователей (программа конференции).

Конференция состоится в дистанционном формате на платформе Zoom. Для получения ссылки, пожалуйста, пройдите онлайн-регистрацию.

 

Сотрудник кафедры биологии почв Алексей Качалкин стал лауреатом престижной международной премии Research Excellence Award Russia 2021 в категории "Молодой ученый". 

Премия приурочена к Году науки и технологий в России и проводится совместно с Российским Союзом ректоров. Аналогичные награды вручаются с 2004 самым публикуемым и цитируемым авторам и организациям не только в России, но и в Европе, странах Латинской Америки и Азии. Учитывались количество опубликованных научных статей, их цитируемость в журналах международного уровня (по данным Scopus) и экспертная оценка.

Полный список победителей можно посмотреть на сайте Elsevier.

 

Всем коллективом кафедры поздравляем Алексея Владимировича и желаем ему взятия новых научных высот!

 

Базовые курсы кафедры биологии почв в рамках направления 06.03.02 «Почвоведение» (бакалавриат)

Дисциплина

Семестр

Форма занятий

Преподаватели

 Биология почв

3

Лекции

 Проф., д.б.н. А.Л. Степанов

Семинары

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова,

 доц., к.б.н. Н.В. Костина,

 ст. преп., к.б.н. Т.А. Грачева

Практические занятия

 Экология

8

Лекции

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова

Семинары

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова,

 доц., к.б.н. Н.В. Костина

 

Специальные курсы профиля подготовки «Биология почв»

Дисциплина

Семестр

Форма занятий

Преподаватели

 Строение, развитие и систематика бактерий

5

Лекции

 Проф., д.б.н. Л.В. Лысак

 Практикум по бактериологии

5

Практические занятия

 Проф., д.б.н. Л.В. Лысак,

 к.б.н. Е.В. Лапыгина,

 инж. А.А. Белов

 Биохимия почвенных микроорганизмов

6

Лекции

 Проф., д.б.н. Л.В. Лысак

 Почвенные водоросли

6

Лекции

 Проф., д.б.н. Г.М. Зенова

Практические занятия

 Проф., д.б.н. Г.М. Зенова,

 ст. преп., к.б.н. Т.А. Грачева

 Строение, развитие и систематика грибов

7

Лекции

 К.б.н. А.Е. Иванова

Практические занятия

 К.б.н. А.Е. Иванова

 Строение, развитие и систематика дрожжей

7

Лекции

 К.б.н. А.В. Качалкин

Практические занятия

 К.б.н. И.А. Максимова

 Строение, развитие и систематика актиномицетов

7

Лекции

 Проф., д.б.н. Г.М. Зенова

 Физиология почвенных микроорганизмов

7

Лекции

 Доц., к.б.н. Н.В. Костина

 Молекулярные методы в почвоведении

8

Лекции

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова

 Динамика микробных популяций

8

Лекции

 Проф., д.б.н. П.А. Кожевин

 

Специальные курсы профиля подготовки «Биология почв» (магистратура)

Дисциплина

Семестр

Форма занятий

Преподаватели

 Основы биологической систематики

1

Семинары

 К.б.н. А.В. Качалкин,

 проф., д.б.н. Л.В. Лысак,

 к.б.н. А.Е. Иванова

 Микробная трансформация азота

1

Лекции

 Проф., д.б.н. А.Л. Степанов

 Почвенная микробиология

1

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова

 Изотопные методы в почвенной микробиологии

1

Семинары

 К.б.н. Л.А. Поздняков

 Геохимическая деятельность микроорганизмов

2

Лекции

 Доц., к.б.н. Н.В. Костина

 Почвенная биотехнология

2

Семинары

 Проф., д.б.н. А.В. Кураков

 Морфология и таксономия почвенных животных

2

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. А.Л. Степанов

 Основы вирусологии

2

Семинары

 Проф., д.б.н. А.В. Летаров

 Гидролитическая деятельность почвенных микроорганизмов

3

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова

 Генетика микроорганизмов

3

Семинары

 К.б.н. Л.Е. Михеева

 Современные методы биологии почв

3

Семинары

 К.б.н. И.В. Евдокимов,

 д.б.н. А.В. Тиунов

 Зоомикробные взаимодействия в почве и сопряженных местообитаниях

3

Семинары

 К.б.н. А.В. Якушев

Практические занятия

 К.б.н. А.В. Якушев

 Цитология микроорганизмов

3

Семинары

 

 

Базовые курсы кафедры биологии почв в рамках направления 05.03.06 «Экология и природопользование» (бакалавриат)

Дисциплина

Семестр

Форма занятий

Преподаватели

 Биология

4

Лекции

 Проф., д.б.н. А.Л. Степанов

Семинары

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова,

 к.б.н. Л.А. Поздняков

 Экология организмов

5, 6

Лекции, семинары

 К.б.н. М.В. Голиченков

Практика

 Доц., к.б.н. А.А. Рахлеева,

 к.б.н. Ю.В. Закалюкина,

 к.б.н. И.А. Максимова,

 к.б.н. М.В. Голиченков


Специальные курсы профиля подготовки «Управление земельными ресурсами и биологический контроль окружающей среды» (бакалавриат)

Дисциплина

Семестр

Форма занятий

Преподаватели

 Экология бактерий

5

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Л.В. Лысак

 Экологическая микробиология

5

Семинары

 К.б.н. Ю.В. Закалюкина

 Экологическая биохимия

6

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Л.В. Лысак

 Моделирование динамики углерода в наземных экосистемах

6

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Т.А. Архангельская

 Экология водорослей

6

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Г.М. Зенова

 Экофизиология почвенных организмов

7

Лекции, семинары

 Доц. Н.В. Костина

 Экология грибов

7

Лекции, семинары

 К.б.н. А.Е. Иванова

 Экология дрожжей

7

Семинары

 К.б.н. А.В. Качалкин

 Экология актиномицетов

7

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Г.М. Зенова

 Молекулярно-биологические методы в экологии

8

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова

 Основы морфологии и таксономии почвенных животных

8

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. А.Л. Степанов

 Биологический контроль окружающей среды

8

Семинары

 Проф., д.б.н. П.А. Кожевин

 

Специальные курсы профиля подготовки «Управление земельными ресурсами и биологический контроль окружающей среды» (магистратура)

Дисциплина

Семестр

Форма занятий

Преподаватели

 Роль микроорганизмов в глобальных биосферных процессах

1

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. А.Л. Степанов

 Метаболическая активность почвенных экосистем

1

Лекции, семинары

 Проф., д.б.н. Н.А. Манучарова

 Основные принципы биологической систематики

1

Семинары

 К.б.н. А.В. Качалкин,

 проф., д.б.н. Л.В. Лысак,

 к.б.н. А.Е. Иванова

 Геоэкология микроорганизмов

2

Лекции, семинары

 Доц. Н.В. Костина

 Экологическая биотехнология

2

Семинары

 Проф., д.б.н. А.В. Кураков

 Современные методы экосистемного мониторинга

3

Семинары

 К.б.н. И.В. Евдокимов,

 д.б.н. А.В. Тиунов

 

Биохимия почвенных микроорганизмов (48 часов)

Автор: д.б.н., профессор Л.В. Лысак

Курс направлен на изучение основных биологических молекул, входящих в состав клеток почвенных  микроорганизмов. В течение курса изучаются основные пути синтеза и распада соединений, входящих в состав  клетки, рассматриваются процессы метаболизма (катаболизма, анаболизма и амфиболизма), протекающие в клетке. Изучаются процессы получения клеткой энергии, рассматриваются механизмы регуляции метаболических процессов в клетке. Студенты знакомятся с процессами синтеза вторичных метаболитов микроорганизмами и ролью  вторичных метаболитов во взаимодействиях микроорганизмов между собой, растениями и почвенными животными, получают знания об использовании вторичных метаболитов микроорганизмов (антибиотики, ферменты, БАВ и др.) человеком.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Основные органические соединения клетки

Тема 1. Предмет и задачи биохимии.

Тема 2. Белки и пептиды.

Тема 3. Ферменты.

Тема 4. Нуклеиновые кислоты.

Тема 5. Углеводы.

Тема 6. Липиды.

Тема 7. Витамины.

Раздел 2. Метаболические процессы в клетке

Тема 1. Понятие о метаболизме клетки.

Тема 2. Метаболизм белков и аминокислот в клетке.

Тема 3. Метаболизм нуклеиновых кислот.

Тема 4. Метаболизм углеводов.

Тема 5. Основные типы брожений у микроорганизмов и их взаимосвязь.

Тема 6. Метаболизм липидов.

Раздел 3. Вторичные метаболиты почвенных микроорганизмов

Тема 1. Вторичные метаболиты почвенных микроорганизмов.

Тема 2. Пути синтеза некоторых вторичных метаболитов.

Основная литература:

  1. Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера. М.: «Мир». 2012-2015
  2. Кольман Я., Рем К. Г. Наглядная биохимия. М.: «Мир». 2004
  3. Современная микробиология. Прокариоты (под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля). М.: «Мир». 2005
  4. Ленинджер А. Основы биохимии. Тт. 1-3. М.: «Мир». 1985

Дополнительная литература:

  1. де Векки А.В., Курзин А.В. Оптическая активность и химия углеводов. СПб: «Изд-во СПбГУ». 2011
  2. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. Тт. 1, 2. М.: «Мир». 1994
  3. Плакунов В.К. Основы энзимологии. М.: «Логос». 2002
  4. Плакунов В.К., Николаев Ю.А. Основы динамической биохимии. М.: «Логос». 2010

 

Динамика микробных популяций (20 часов)

Автор: д.б.н., профессор П.А. Кожевин

Курс направлен на изучение динамики микробных популяций в почве и других природных местообитаниях (in situ) на основе классического популяционного подхода с концентрацией внимания на ключевых вопросах, связанных с судьбой отдельных микробных популяций, оценкой приспособленности, определением места и роли в экосистеме, анализом экологической стратегии, выявлением механизмов регуляции популяционной плотности и активности. В качестве основных объектов упор сделан на изучение микробных популяций (азотфиксаторы, микориза, активаторы PGPR, патогены, фитопатогены, продуценты токсинов и другие популяции, которые имеют первостепенное значение в прикладных проблемах экологической и продовольственной безопасности.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Основное уравнение популяционной динамики как фундамент современной экологии (краткая история “золотого века“ экологии)

Тема 1. Предмет и задачи популяционной экологии.

Тема 2. Универсальное уравнение динамики и его вывод.

Тема 3. Уравнение Ферхюльста-Пирла и межпопуляционные взаимодействия.

Тема 4. Вклад Вольтера, Лотки. Классическая работа микробиолога Георгия Гаузе.

Раздел 2. Популяционная экология микроорганизмов

Тема 1. Методы выявления и количественного учета микробных популяций в природе.

Тема 2. Теория микробного роста in vitro.

Тема 3. Анализ динамики микробных популяций после интродукции.

Тема 4. Механизмы регуляции численности микробных популяций и подходы к управлению.

Основная литература:

  1. Гиляров А.М. Популяционная экология. М.: «Издательство МГУ». 1990
  2. Коли Г. Анализ популяций.  М.: «Мир». 1999
  3. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М.: «Издательство МГУ». 1989

Дополнительная литература:

  1. Кожевин П.А. Экология почвенных микроорганизмов (в учебнике для университетов “Экология микроорганизмов” под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Академия». 2011
  2. Печуркин Н.С. Популяционная микробиология. М.: «Наука». 1988

 

Молекулярные методы в почвоведении (20 часов)

Автор: д.б.н., профессор Н.А. Манучарова

Курс посвящен принципам и методическим аспектам применения молекулярных методов для исследования биологических объектов природных экосистем. Обсуждаются вопросы определения биоразнообразия микробного прокариотного комплекса, находящегося в метаболически активном состоянии в исследуемых системах.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Вводные понятия.

Тема 2. Выделение ДНК (РНК).

Тема 3. Амплификация специфических фрагментов ДНК.

Тема 4. Принцип полимеразной цепной реакции (ПЦР). Применение ПЦР в различных отраслях.

Тема 5. Детекция продуктов амплификации.

Тема 6. Метод FISH.

Тема 7. Секвенирование ДНК.

Тема 8. Клонирование генов организмов. Рестрикционный анализ.

Тема 9. Понятие «функционального» гена.

Тема 10. Геномика как  комплексная наука, изучающая геномы.

Основная литература:

  1. Ребриков Д.В., Саматов Г.А. Трофимов Д.Ю. Семенов П.А., Савилов А.М., Кофиади И.А., Абрамов Д.Д. ПЦР в реальном времени (под ред. Д.В. Ребрикова). М.: «БИНОМ. Лаборатория знаний». 2009
  2. Манучарова Н.А. Гидролитические прокариотные комплексы наземных экосистем. М.: «Университетская книга». 2014
  3. Манучарова Н.А. Молекулярно-биологические методы в почвоведении и экологии. М.: «Университетская книга». 2014

Дополнительная литература:

  1. Manucharova N.А. Ecophysiology of hydrolytical microbial communities in terrestrial ecosystems. М.: «University book». 2014
  2. Панкратов Т.А., Белова С.Э., Дедыш С.Н. Оценка филогенетического разнообразия прокариотных микроорганизмов в сфагновых болотах с использованием метода FISH. Микробиология. 2005. Т. 74. № 6
  3. Amann R.I., Krunholz L., Stahl D.A. Fluorescent-oligonucleotide probing of whole cells for determinative, phylogenetic, and environmental studies in microbiology. J Bacteriol. 1990. 172(2): 762–770.
  4. Amann R.I., Ludwig W. Ribosomal RNA-targeted nucleic acid probes for studies in microbial ecology. FEMS Microbiol. Reviews. 2000. 24(5): 555-65. doi: 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00557.x
  5. Pernthaler A., Pernthler J., Amann R. Fluorescence in situ hybridization and catalyzed reporter deposition for the identification of marine bacteria. Applied and Enviromental Microbioligy. 2002

 

Почвенные водоросли (48 часов)

Автор: д.б.н., профессор Г.М. Зенова

Курс посвящен принципам и методическим аспектам современной почвенной альгологии. Рассматриваются место водорослей в комплексе почвенных микроорганизмов, история возникновение почвенной альгологии и основные этапы ее развития, связь почвенной альгологии с другими разделами биологии почв. Изучаются состав водорослей в почве, жизнь водорослей в почве, закономерности распространения водорослей в почвах различных почвенно-климатических зон, влияние эколого-географических факторов на формирование альгосинузий (тип растительности, тип почвы, климатическая зона и пр.), взаимодействие водорослей с другими организмами в биогеоценозе, а также участие водорослей в почвообразовательных процессах.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1.    Введение.

Тема 2.    Состав водорослей в почве.

Тема 3.    Жизнь водорослей в почве.

Тема 4.    Водоросли как компонент биогеоценоза.

Тема 5.    Закономерности распространения водорослей в почвах различных почвенно-климатических зон.

Тема 6.    Взаимодействие водорослей с другими организмами в биогеоценозе.

Тема 7.    Участие водорослей в почвообразовательных процессах.

Практические занятия:

Методы выявления водорослей в почве. Метод стекол обрастания. Приготовление водных культур водорослей. Особенности культивирования почвенных водорослей. Методы выделения альгологически и бактериологически чистых культур водорослей. Знакомство с представителями разных отделов почвенных водорослей. Методы количественного учета водорослей в почве. Люминесцентный метод прямого счета водорослей в почве. Методы определения биомассы и годичной продукции почвенных водорослей.

Основная литература:

  1. Зенова Г.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. М.: «Изд-во Московского университета». 1990
  2. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. М.: «Наука». 1976
  3. Штина Э.А., Зенова Г.М., Манучарова Н.А. Альгологический мониторинг почв. Почвоведение. 1998. № 12

Дополнительная литература:

  1. Саут Р., Уиттик А. Основы альгологии. М.: «Мир». 1990
  2. Вассер С.П., Кондратьева Н.В., Масюк Н.П. и др. Водоросли. Справочник. Киев: «Наукова думка». 1989

 

Практикум по бактериологии (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор Л. В. Лысак

Практикум знакомит  студентов с бактериальными (прокариотными) организмами как представителями самостоятельного царства живой природы. На практических занятиях изучаются микроморфологические и физиолого-биохимические признаки бактерий. Студенты знакомятся с основными таксономическими группами (филумами) почвенных прокариот и методами определения их таксономической принадлежности на родовом уровне. Изучается морфологическое разнообразие почвенных бактерий. Студенты знакомятся с  современными  подходами к идентификации бактерий, ключами для определения родовой принадлежности наиболее широкораспространенных родов почвенных бактерий.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Занятие 1. Современные методы изучения бактерий. Способы визуализации бактерий. Знакомство с методами светооптической, фазово-контрастной, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии. Изучение морфологических признаков бактерий. Методы выделения бактерий из почвы. Определение численности бактерий в почве.

Занятие 2. Знакомство с разнообразием формы почвенных бактерий (полочки, кокки, извитые формы и прочие). Окраска по Граму. Грамположительные и грамотрицательные бактерии. Firmicutes. Форма спор и типы спорообразования. Деление клеток бактерий. Обособление клеток бактерий после деления (snapping, bending, budding). Наблюдение за циклом развития клеток. Разнообразие типов движения клеток бактерий.

Занятие 3. Филум Firmicutes, класс Bacilli, порядок Bacillales, семейство Bacillaceae, род Bacillus. Семейство Streptococcaceae, род Streptococcus. Спорообразование у бацилл. Движение у бацилл.

Занятие 4. Филум Actinobacteria. Класс Actinobacteria, семейство Corynebacteriaceae, род Corynebacterium. Семейство Nocardiaceae, род Rhodococcus. Семейство Microbacteriaceae, род Curtobacterium. Семейство Mycobacteriaceae, род Mycobacterium. Семейство Brevibacteriaceae, род Brevibacterium. Семейство Micrococcaceae, род Arthrobacter и Micrococcus. Семейство Cellulomonadaceae, род Cellulomonas и Oerskovia. Особенности морфологии и циклов развития, позволяющие произвести предварительную идентификацию.

Занятие 5. Филум Proteobacteria. Класс Alphaproteobacteria (олиготрофная ветвь), семейство Caulobacteriaceae, род Caulobacter, семейство Erythrobacteraceae, род Erythrobacter. Класс Betaproteobacteria (газотрофная ветвь), семейство Comamonadaceae, род Comamonas, семейство Spirillaceae, род Spirillum. Класс Gammaproteobacteria, семейство Enterobacteriaceae, род Klebsiella, род Erwinia, род Serratia. Особенности морфологии и циклов развития, позволяющие произвести предварительную идентификацию.

Занятие 6. Скользящие бактерии. Филумы Chloroflexi, род Chloroflexus, филум Deltaproteobacteria, порядок Myxococcales, род Myxococcus и Polyangium. Филум Bacteroidetes, класс: Sphingobacteria, Bacteroidetes, Flavobacteria. Особенности морфологии и циклов развития, позволяющие произвести предварительную идентификацию.

Занятие 7. Методы изучения бактерий в почве. Выделение бактерий из почв и сопряженных субстратов. Посев разведений почвенной суспензии на селективные и универсальные агаризованные среды. Посев разведений почвенной суспензии на жидкие среды. Выделение бактерий разных эколого-трофических групп. Подготовка, проведение и учет посевов. Значение повторностей и сроков инкубации.

Занятие 8. Учет проведенных посевов. Микроскопирование выросших колоний и первичная предварительная идентификация. Выделение чистых культур. Использование ключей для родовой идентификации бактерий. Работа с ключами и общепринятыми определителями.

Занятие 9. Характеристика таксономического разнообразия и структуры бактериальных комплексов на основе полученных результатов идентификации выделенных культур. Сравнительный анализ родового состава бактериальных комплексов почвы, подстилки, ризосферы и ризопланы. Оценка плотности заселения и родового состава культивируемых бактерий в природных и антропогенно-преобразованных (городских) почвах.

Основная литература:

  1. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во МГУ». 2005
  2. Заварзин. Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию. М.: «Книжный дом "Университет"». 2001
  3. Лысак Л.В., Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н. Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2003
  4. Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. М.: «Изд-во МГУ». 1996

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:

https://books.google.co.in/books/about/The_Prokaryotes.htm

https://www.amazon.com/Bergeys-Manual-Systematic-Bacteriology-Springer-Verlag/dp/0387950435

www.dsmz.de/bactnom/


 

Практикум по Биохимическим методам идентификации микроорганизмов  (производственная практика) (56 часов)

Авторы: д.б.н., профессор Л.В. Лысак, к.б.н. Е.В. Лапыгина, инж. А.А. Белов

Практикум знакомит бакалавров с современными методами исследования биохимии и физиологии почвенных микроорганизмов, общепринятыми при описании изолированных штаммов бактерий. В рамках практики учащиеся осваивают методы подготовки чистых культур микроорганизмов и микробной биомассы для физиолого-биохимических анализов, проведения лабораторных анализов методами классической и современной биохимии, определения ферментативной активности микроорганизмов и особенностей метаболических процессов у аэробных и анаэробных бактерий. Учащиеся знакомятся с методами обнаружения хемотаксономических маркеров бактерий (диагностические аминокислоты и сахара в гидролизных препаратах целых клеток) и применения хемотаксономического анализа при определении таксономической принадлежности бактерий. Учащиеся знакомятся с молекулярно-биологическими методами, используемыми при родовой и видовой идентификации прокариот и эукариот, проводят полимеразную цепную реакцию препаратов ДНК для получения информации о нуклеотидной последовательности фрагмента гена 16S рРНК, получают навыки работы с международными системами обработки и базами данных (BLAST, Basic Local Algnment Serch Tool). Студенты приобретают навыки описания культур бактерий в соответствии с современной полифазной систематикой прокариот. Практика позволяет получить целостное представление о современных методах биохимии почвенных микроорганизмов и применении их в современной полифазной систематике прокариот и эукариот. Изучение методов выделения микробов-антагонистов из почвы и методов определения антибиотической активности микроорганизмов знакомит бакалавров с возможностями использования почвенных микроорганизмов в целях биотехнологии.

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам):

Тема 1. Введение. Отбор и подготовка чистых культур микроорганизмов и микробной биомассы для проведения биохимических и молекулярно-биологических исследований.

Тема 2. Методы определения ферментативной активности почвенных микроорганизмов (оксидоредуктазы, гидролазы, трансферазы).

Тема 3. Методы определения особенностей метаболизма аэробных и анаэробных микроорганизмов с использованием диагностических тестов.

Тема 4. Методы обнаружения хемотаксономических маркеров (диагностические аминокислоты и сахара в гидролизатах целых клеток) Применение хемотаксономического анализа при определении типа клеточной стенки бактерий.

Тема 5. Выделение ДНК из чистых культур микроорганизмов. Проведение полимеразной цепной реакции для амплификации вариабельного фрагмента гена 16S рРНК). Анализ ампликонов, подготовка к секвенированию нуклеотидной последовательности гена 16S рРНК.

Тема 6. Обработка нуклеотидных последовательностей в международных системах, сравнение и депонирование последовательностей в базах данных (BLAST, Basic Local Algnment Serch Tool) нуклеотидных последовательностей. Визуализация результатов ПЦР-анализа.

Тема 7. Методы изучения синтеза физиологически активных веществ почвенными микроорганизмами (на примере антибиотиков).

Тема 8. Методы статистической обработки полученных данных. Подходы к интерпретации результатов в соответствии с представлениями о полифазной таксономии микроорганизмов. Итоговый отчет.

Основная литература:

  1. Белов А.А., Чепцов В.С., Лысак Л.В. Методы идентификации почвенных микроорга­низ­­мов (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2020
  2. Методы почвенной микробиологии и биохимии (под ред. Д.Г. Звягинцева). М.: «Изд-во МГУ». 1991
  3. Практикум по агрохимии (под ред. В.Г. Минеева). М.: «Изд-во МГУ». 2001
  4. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии. К. Уилсон, Дж. Уолкер. М.: «Бином. Лаборатория знаний». 2015
  5. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии. М.: «Академия». 2005
  6. Манучарова Н.А. Молекулярно-биологические методы в почвоведении и экологии. М.: «Университетская книга». 2014

Дополнительная литература:

  1. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во МГУ». 2005
  2. Лысак Л.В., Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н. Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2003
  3. Лысак Л.В., Лихачева А.А., Алферова И.В. Методы выделения и изучения почвенных актиномицетов, продуцентов антибиотиков (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2005
  4. Green M. R., Sambrook J. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Fourth Edition). New York: «Cold Spring Harbor Laboratory Press». 2012

 

Строение, развитие и систематика актиномицетов (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор Г.М. Зенова

Курс посвящен принципам и методическим аспектам современной почвенной актиномицетологии. Рассматриваются вопросы строения и состава клеток актиномицетов, особенности физиологии и биохимии актиномицетов, жизненные циклы актиномицетов, размножения актиномицетов. Особый акцент сделан на современном состоянии систематики актиномицетов, экологии актиномицетов, а также на использовании физиологически активных веществ, образуемых актиномицетами, в биотехнологии, фармакологии и хозяйственной деятельности человека.

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам):

Тема 1. Введение.

Тема 2. Строение клетки актиномицетов.

Тема 3. Состав актиномицетной клетки.

Тема 4. Особенности физиологии и биохимии актиномицетов.

Тема 5. Жизненные циклы актиномицетов.

Тема 6. Размножение актиномицетов.

Тема 7. Современное состояние систематики актиномицетов.

Тема 8. Экология актиномицетов.

Тема 9. Актиномицеты и деятельность человека.

Основная литература:

  1. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Экология актиномицетов. М.: «Геос». 2001
  2. Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Разнообразие актиномицетов в наземных экосистемах. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 2002
  3. Зенова Г.М. Почвенные актиномицеты. М. «Изд-во Моск. ун-та». 1992
  4. Зенова Г.М. Почвенные актиномицеты редких родов. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 2000

Дополнительная литература:

  1. Зенова Г.М., Захарова О.С., Манучарова Н.А. Экология актиномицетов родa Actinomadura. М.: «МАКС Пресс». 2004
  2. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Актиномицеты засоленных и щелочных почв. М.: «Изд-во "Книжный дом университет"». 2007
  3. Современная микробиология. Прокариоты. Том 1 (под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля). М.: «Мир». 2005
  4. Калакуцкий Л.В., Агре Н.С. Развитие актиномицетов. М.: «Наука». 1977
  5. Агре Н.С. Систематика термофильных актиномицетов. Пущино. 1986
  6. Берджи и др. Краткий определитель бактерий Берджи. Тт. 1-2 (под ред. Дж. Хаулта др.). М.: «Мир». 1997
  7. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А., Терехова Л.П., Максимова Т.С. Определитель актиномицетов. М.: «Наука». 1983

 

Строение, развитие и систематика бактерий (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор Л.В. Лысак

Курс знакомит студентов с бактериальными (прокариотными) организмами как представителями самостоятельного царства живой природы. На лекциях и практических занятиях изучаются современные представления о строении прокариот, их биологии, систематике, таксономии, отдельных вопросах физиологии и особенностях роста бактерий. Рассматриваются функции и разнообразие бактерий в природе, распространение и роль в почвообразовании, взаимодействие бактерий с другими организмами, возможности использования бактерий в целях биотехнологии. Дается представление о современных подходах к идентификации бактерий, приемах их исследования в почвах.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. История бактериологии как науки.

Тема 2. Современные методы изучения бактерий.

Тема 3. Морфология и цитология бактерий.

Тема 4. Физиология бактерий.

Тема 5. Систематика и таксономия бактерий.

Тема 6. Основные филумы почвенных бактерий.

Тема 7. Некоторые аспекты экологии почвенных бактерий.

Тема 8. Бактерии и человек.

Основная литература:

  1. Современная микробиология. Прокариоты. Т.1, 2 (под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса и Г. Шлегеля). М.: «Мир». 2005
  2. Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология. М.: «Академия». 2006

Дополнительная литература:

  1. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: «Наука». 2006
  2. Экология микроорганизмов (под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Академия». 2004
  3. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во МГУ». 2005
  4. Заварзин. Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию. М.: «Книжный дом "Университет"». 2001
  5. Лысак Л.В., Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2003
  6. Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. М.: «Изд-во МГУ». 1996

 

Строение, развитие и систематика грибов (72 часа)

Авторы: д.б.н., профессор Марфенина О.Е., к.б.н. Иванова А.Е

Курс знакомит студентов с грибными организмами как представителями самостоятельного царства живого мира. Учащиеся получают информацию об истории накопления знаний о грибах, даются современные представления о строении грибов и грибоподобных организмов, их биологии, систематике, таксономии, отдельных вопросах физиологии. Рассматриваются функции и разнообразие грибов в природе, их распространение, роль в процессах почвообразования. Особое внимание уделено взаимодействию грибов с другими организмами, влиянию на здоровье человека, возможности использования грибов в целях биотехнологии. Дается представление о подходах к идентификации, приемах исследования грибов в почвах и сопредельных средах.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Строение, рост и размножение грибов.

Тема 1. Строение и рост грибов.

Тема 2. Размножение грибов.

Раздел 2. Систематика и таксономия грибов.

Тема 3. Современные подходы к систематике грибов.

Тема 4. Характеристика грибоподобных организмов.

Тема 5. Характеристика отделов царства грибов – Mycota.

Раздел 3. Методы изучения грибов в почвах.

Тема 6. Методы изучения грибов в почвах.

Раздел 4. Роль грибов в биосферных процессах.

Тема 7. Положение грибов в экосистемах как редуцентов.

Тема 8. Роль грибов в почвенных процессах.

Раздел 5. Влияние экологических факторов на развитие грибов в почвах.

Тема 9. Влияние экологических факторов на развитие грибов в почвах.

Раздел 6. Взаимоотношения грибов с другими организмами.

Тема 10. Грибы – симбионты растений.

Тема 11. Взаимоотношения грибов с беспозвоночными животными.

Тема 12. Грибы - возбудители болезней человека и позвоночных животных.

Раздел 7. Физиологически активные вещества грибов, их роль в окружающей среде. Грибные биотехнологии.

Тема 13. Физиологически активные вещества почвенных грибов.

Практические занятия:

Тема 1. Строение мицелия и репродуктивных органов почвенных грибов.

Тема 2. Определение таксономической принадлежности микроскопических грибов.

Тема 3. Методы изучения грибов в почвах и сопредельных средах.

Тема 4. Физиологически активные вещества грибов.

Основная литература:

  1. Ботаника. Курс альгологии и микологии (систематика, таксономия) (под ред. Ю.Т. Дьякова). М.: «Издательство МГУ». 2007
  2. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология (природные факторы, почвообразование) М.: «Издательство МГУ». 1988
  3. Марфенина О.Е. Антропогенная экология почвенных грибов. М.: «Медицина для всех». 2005
  4. Мюллер Э., Лефлер В. Микология (биохимия, медицина). М.: «Мир». 1995

Дополнительная литература:

  1. Камзолкина О.В., Дунаевский Я.Е. Биология грибной клетки (цитология, биохимия, физиология) М: КМК 2015
  2. Марфенина О.Е., Иванова А.Е. Многоликая плесень (прикладные аспекты). Наука и жизнь 2009. № 10
  3. Смит С., Рид Д. Микоризный симбиоз. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2012
  4. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: «ГЕОС». 2007
  5. Каратыгин И.В. Коэволюция грибов и растений. СПб: «Гидрометеоиздат». 1993

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:

  1. www.Mycobank.org;
  2. http://bugs.bio.usyd.edu.au/learning/resources/Mycology/Habitats/soilFungi.shtml (систематика)

 

Строение, развитие и систематика дрожжей (72 часа)

Авторы: д.б.н., проф. И.Ю.Чернов, к.б.н. А.В. Качалкин, к.б.н. И.А. Максимова

Данный курс знакомит студентов с основными вопросами зимологии – науки о дрожжевых грибах. Рассказывает о том, как менялось представление о дрожжах с момента их открытия до настоящего времени. В рамках этого курса рассматриваются строение дрожжевой клетки, химический состав и функции основных клеточных структур, особенности морфологии дрожжевых грибов, способы их размножения. Подробно рассматривается расселение дрожжей в природных местообитаниях, их взаимодействие с другими организмами, особенности географического распространения. Обсуждается функциональная роль дрожжей в экосистемных процессах. Дан обзор использования дрожжевых грибов, как в традиционных бродильных производствах, так и в современной биотехнологии. В рамках курса рассматриваются также  современные представления о систематике и таксономии дрожжей, а также о методах их идентификации.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Исторический очерк: изменение представлений о природе дрожжей.

Тема 2. Цитология дрожжей.

Тема 3. Морфология и бесполое размножение дрожжей.

Тема 4. Половое размножение дрожжей.

Тема 5. Физиология и экофизиология дрожжей.

Тема 6. Распространение дрожжей в природных местообитаниях.

Тема 7. Систематика дрожжей.

Тема 8. Практическое использование дрожжей.

Практические занятия:

Тема 1. Посев на плотные питательные среды для учета и выделения дрожжей;

Тема 2. Учет и выделение дрожжей. Макромофологические признаки дрожжевых грибов;

Тема 3. Микроморфологические особенности дрожжей;

Тема 4. Дрожжеподобные грибы. Мицелиальные структуры дрожжевых грибов;

Тема 5. Вегетативное и бесполое размножение аскомицетовых дрожжей;

Тема 6. Половое размножение аскомицетовых дрожжей;

Тема 7. Вегетативное, бесполое и половое размножение базидиомицетовых дрожжей;

Тема 8. Идентификация дрожжей. Постановка физиологических тестов, подготовка к молекулярно-генетическому анализу дрожжевых культур;

Тема 9. Идентификация дрожжей. Снятие результатов физиологических тестов, анализ нуклеотидных последовательностей рДНК, идентификация дрожжей с помощью определителей и данных генбанков.

Основная литература:

  1. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2004
  2. Максимова И.А., Чернов И.Ю. Руководство к практическим занятиям по биологии дрожжей. Тула: «Гриф и К». 2006

Дополнительная литература:

  1. Чернов И.Ю. Дрожжи в природе. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2013
  2. Бабьева И.П. Подкласс голосумчатые или гемиаскомицеты (Hemiascomycetidae). В кн.: Жизнь растений. Том 2. Грибы (под ред. М.В. Горленко). М.: «Просвещение». 1990
  3. Бабьева И.П., Голубев В.И. Методы выделения и идентификации дрожжей. М.: «Пищевая промышленность». 1979
  4. Бабьева И.П., Горин С.Е. Почвенные дрожжи. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 1987
  5. Бери Д. Биология дрожжей. М.: «Мир». 1985
  6. Квасников Е.И., Щелокова И.Ф. Дрожжи. Биология. Пути использования. Киев: «Наукова думка». 1991
  7. Кудрявцев В.И. Систематика дрожжей. М.: «Изд-во АН СССР». 1954

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:

  1. http://theyeasts.org/
  2. Электронный учебник

 

Физиология микроорганизмов (72 часа)

Автор: д.б.н., профессор М.М. Умаров

Курс знакомит студентов с физиологическими особенностями прокариот как представителей самостоятельного царства живого мира. В течение курса рассматриваются современные представления о строении прокариотной клетки, на основе которых  даются подробные сведения о физиологии прокариот. Рассматриваются основные способы и механизмы поддержания гомеостаза, распространение в природе, роль в процессах почвообразования, взаимодействие с другими организмами, примеры использования в биотехнологии.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Современные представления о возникновении прокариотной клетки на Земле. Особенности строения клетки бактерий и архей.

Раздел 2. Рост и культивирование микроорганизмов. Клеточный цикл прокариот и эукариот. Спорообразование. Апоптоз.

Раздел 3. Механизмы поддержания гомеостаза (температура, рН, водный стресс, АФК, радиация и пр.).

Раздел 4. Симбиозы с участием прокариот, физиологические особенности.

Раздел 5. Метаболизм прокариот, получение энергии. Фотосинтез, хемосинтез.

Раздел 6. Брожение, типы, пути. Дыхание аэробное и анаэробное.

Раздел 7. Азотфиксация, нитрификация, денитрификация.

Основная литература:

  1. Пиневич А.В. Микробиология. Биология прокариотов. Т. 1 и 2 (под ред. А.Д. Хоразовой и Ю.В. Гамалея). СПб: «Издательство СПбГУ». 2008
  2. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология Громов Б.В. М.: «Издательство МГУ». 2003

Дополнительная литература:

  1. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: «ГЕОС». 2007
  2. Нетрусов А.А., Котова И.Б. Микробиология (университетский курс). М.: «Дрофа». 2012

 

курс

Генетика микроорганизмов (36 часов)

Автор: к.б.н., в.н.с. Л.Е. Михеева

Курс направлен на изучение основных генетических процессов в клетках прокариотических и эукариотических микроорганизмов, в том числе почвенных микроорганизмов. В течение курса изучаются основные пути передачи генетической информации в клетках организмов различных филогенетических групп. Изучаются процессы, приводящие к мутациям и перестройкам геномов, а также механизмы функционирования генных кластеров, обеспечивающих синтез вторичных метаболитов и взаимодействие микроорганизмов в природе. Один из разделов курса посвящен современным методам генной инженерии, позволяющей получать новые типы организмов с измененными свойствами.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Генетическое разнообразие микроорганизмов и их значение для современной генетики.

Тема 1. Вклад генетики микроорганизмов в развитие основных понятий современной генетики.

Тема 2. Микроорганизмы как объекты генетических исследований.

Тема 3. Вирусы бактерий и механизмы рекомбинации у бактериофагов.

Раздел 2. Процессы генетического обмена в клетках бактерий.

Тема 1. Трансформация у бактерий.

Тема 2. Трансдукция у бактерий.

Тема 3. Конъюгация у бактерий.

Тема 4. Многообразие и генетика актинобактерий.

Тема 5. Многообразие и генетика цианобактерий.

Раздел 3. Генетические процессы у эукариотических микроорганизмов.

Тема 1. Генетика дрожжей.

Тема 2. Генетика мицелиальных аскомицетов.

Раздел 4. Микроорганизмы в экспериментах по генетической инженерии.

Тема 1. Мобильные элементы микроорганизмов.

Тема 2. Векторные системы в генной инженерии.

Основная литература:

  1. Современная микробиология. Прокариоты (под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса и Г. Шлегеля). М.: «Мир». 2005

Дополнительная литература:

  1. Сингер М., Берг П. Гены и геномы в 2 тт. М.: «Мир». 1998
  2. Клаг У., Каммингс М. Основы генетики (глава 9). М.: «Техносфера». 2007

 

Геохимическая деятельность микроорганизмов (24 часа)

Автор: д.б.н., профессор М.М. Умаров

Курс знакомит студентов с историей развития учения о геохимической деятельности микроорганизмов (Л. Пастер, С.Н. Виноградский, В.Н. Вернадский, С.И. Кузнецов). Кратко рассматриваются современные представления о возникновении и эволюции микробной жизни на Земле, о роли микроорганизмов в формировании атмосферы Земли. Приводятся основные сведения по физиологии и биохимии микроорганизмов — брожение и дыхание, фотосинтез и хемосинтез, точка и эффект Пастера, биологическое фракционирование стабильных изотопов С, О, S, N. Типы питания микроорганизмов — автотрофия и гетеротрофия, фототрофия и хемотрофия, литотрофия и органотрофия. Миксотрофия. Основные функции микроорганизмов в зоне гипергенеза. Современные взгляды на роль микроорганизмов в первичном почвообразовании. Основные методы изучения геохимической деятельности микроорганизмов. Современные биогеотехнологии с использованием микроорганизмов.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. История учения о геохимической деятельности микроорганизмов. Современные достижения и проблемы.

Тема 1. Возникновение микроорганизмов, этапы эволюции. Бактериальная палеонтология.

Раздел 2. Микробиологическая трансформация элементов в ходе конструктивного и энергетического обменов.

Тема 1. Микробиологическая трансформация H, N, C, S, P, O.

Тема 2. Микробиологическая трансформация Fe, Mn, Mo, Cu, Zn,V, Ni, Co.

Раздел 3. Микробиологическая трансформация элементов в ходе побочных процессов.

Раздел 4. Микроорганизмы и почва.

Тема 1. Роль микроорганизмов в первичном почвообразовании.

Тема 2. Микроорганизмы и плодородие почв.

Раздел 5. Роль микроорганизмов в образовании и разрушении минералов.

Тема 1. Роль микроорганизмов в превращениях минералов алюминия (Al) и кремния (Si).

Раздел 6. Разрушение и образование горных пород микроорганизмами.

Тема 1. Роль гетеротрофных микроорганизмов.

Тема 2. Микроорганизмы и нефть.

Раздел 7. Микроорганизмы и атмосфера Земли. Роль микроорганизмов в водоемах.

Тема 1. Микроорганизмы и атмосфера Земли.

Тема 2. Микробиология озер, морей и океанов.

Основная литература:

  1. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: «Наука». 2007
  2. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. Л.: «Издательство ЛГУ». 1989

Дополнительная литература:

  1. Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. М.: «Издательство МГУ». 2003

 

Гидролитическая деятельность почвенных микроорганизмов (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор Н.А. Манучарова

Курс посвящен изучению специфики устойчивости и развития гидролитических прокариотных комплексов, осуществляющих деструкцию полисахаридов (хитина и пектина) в наземных экосистемах, установлению закономерности их распространения в биогеоценозах и  зависимости функциональной активности от основных экологических факторов (влажности, температуры, присутствия метаболизируемого субстрата). На основе экофизиологических критериев обсуждается функциональная значимость гидролитических прокариотных микробных комплексов в наземных экосистемах, степень  толерантности исследуемых микробных комплексов к экстремальным параметрам экологических факторов; новая функциональная активность актиномицетов в гидролитическом прокариотном комплексе: их контролирующее влияние на уровень дыхания комплекса в широком диапазоне параметров (влажности, поступления органического вещества, сукцессионного времени). Изучаются принципы и методические аспекты применения модифицированного флюоресцентно-микроскопического метода анализа гибридизации клеток in situ (FISH) для определения филогенетического положения метаболически активных гидролитических прокариот вертикальных ярусов наземных экосистем — почвенного, наземного (подстилка) и надземного (филлосфера). Возможность классификации и биодиагностики образцов наземных экосистем по структурному показателю микробного комплекса, в том числе по его гидролитической составляющей.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Синтез и микробная трансформация биополимеров в природе.

Тема 2. Закономерности распространения гидролитических (хитинолитических и пектинолитических) комплексов в наземных экосистемах различных биоклиматических зон.

Тема 3. Воздействие экологических факторов на структуру и функциональную деятельность почвенных гидролитических микробных комплексов.

Тема 4. Филогенетическое разнообразие гидролитических прокариотных комплексов в пространственно-сукцессионном ряду наземных экосистем.

Тема 5. Разложение биополимеров (хитина и пектина) почвенными гидролитическими микробными комплексами.

Тема 6. Молекулярно-генетическая детекция продуцентов хитиназ в почвенных системах.

Тема 7. Молекулярно-биологический анализ компонентного состава гидролитических бактериальных комплексов почв, развивающихся при различных значениях влажности и температуры.

Основная литература:

  1. Манучарова Н.А. Гидролитические прокариотные комплексы наземных экосистем. М.: «Университетская книга». 2014
  2. Manucharova N.A. Ecophysiology of hydrolytical microbial communities in terrestrial ecosystems. M.: «University book».      2014
  3. Степанов А.Л., Манучарова Н.А. Образование и поглощение парниковых газов в почвенных агрегатах. М.: «Издательство МГУ». 2006

Дополнительная литература:

  1. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: «Издательство Московского университета». 1987
  2. Бухарин О.В., Гинцбург А.Л., Романова Ю.М., Эль-Регистан Г.И. Механизмы выживания бактерий. М.: «Медицина». 2005

 

Зоомикробные взаимодействия в почве и сопряжённых местообитаниях (36 часов)

Автор: к.б.н. А.В. Якушев

В течение курса рассматриваются функции и разнообразие взаимодействий водных и наземных (в частности почвенных) животных и микроорганизмов в природе, их распространение, роль в процессах почвообразования, возможность использования микроорганизмов, ассоциированных с животными в целях биотехнологии. Дается представление о подходах к выявлению подобных симбиозов и ассоциаций, приемах их исследования в природе.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел. 1. Роль, задачи, цели, объекты изучения зоомикробных взаимодействий.

Тема 1. Общие вопросы зоомикробных взаимодействий.

Раздел 2. Взаимодействие нанофауны с микроорганизмами.

Тема 1. Взаимодействия простейших и микроорганизмов.

Тема 2. Взаимоотношения нематод и микроорганизмов.

Тема 3. Вклад микроорганизмов в рацион питания коловраток, тихоходок и планарий.

Раздел 3. Взаимодействие микрофауны с микроорганизмами.

Тема 1. Общие принципы взаимодействие почвенной микрофауны с микроорганизмами.

Тема 2. Мелкие олигохеты.

Тема 3. Экологическая группа микроартроподы.

Раздел 4. Взаимодействие мезофауны с микроорганизмами.

Тема 1. Мезофауна.

Тема 2. Дождевые черви.

Тема 3. Многощетинковые кольчатые черви.

Тема 4. Моллюски.

Тема 5. Подотряд мокрицы.

Тема 6. Тип многоножки.

Тема 7. Насекомые.

Раздел 5. Взаимодействие макрофауны с микроорганизмами.

Раздел 6. История развития почвенной зоологии и зоологии вообще в аспекте изучения зоомикробных взаимодействий.

Практические занятия:

Занятие 1. Исследование качественного состава сообщества почвенных простейших в почвенной накопительной культуре.

Занятие 2. Метод выделения и учёта нематод методом воронок Бермана.

Занятие 3. Эклекторная выгонка почвенных микроартропод из почвы для изучения их качественного и количественного состава.

Занятие 4. Исследование кишечного микробного сообщества диплопод с помощью комплексного структурно-функционального метода характеристики популяций микроорганизмов в природе.

Занятие 5. Микробиологический посев из содержимого кишечников представителей почвенной мезофауны.

Занятие 6. Получение кишечной жидкости диплопод и изучение её влияния на рост чистых культур микроорганизмов in vitro.

Основная литература:

  1. Бызов Б.А. Зоомикробные взаимодействия в почве. М.: «Геос». 2005.
  2. Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: «Высшая школа». 1981.
  3. Стриганова Б.Р. Питание почвенных сапротрофов. М.: «Наука». 1980.
  4. Криволуцкий Д.А. Животный мир почвы. М.: «Наука». 1989.
  5. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: «Наука». 1969.

Дополнительная литература:

  1. Гиляров М.С. Особенности почвы как среды обитания и ее значение в эволюции насекомых. М.: «Наука». 1949.
  2. Количественные методы в почвенной зоологии (под ред. М.С. Гилярова и Б.Р. Стригановой). М.: «Наука». 1987.
  3. Гиляров М. С., Криволуцкий Д. А. Жизнь в почве. М.: «Молодая гвардия». 1985.
  4. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биология почв Юга России. Ростов-на-Дону: «Из-во ЦВВР». 2004.

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:

http://www.soilzoology.ru/


 

Изотопные методы в почвенной микробиологии (36 часов)

Автор: к.б.н. Л.А. Поздняков

Данный курс знакомит студентов с комплексом методов, основанных на использовании стабильных и радиоактивных изотопов. Рассматривается история исследований строения атома и открытия изотопов, история поиска стабильных изотопов, основополагающие работы по изучению физико-химической неравноценности изотопов. Дается информация о методах определения изотопного состава вещества и способах его численного выражения. Подробно рассказывается о процессах кинетического и термодинамического (равновесного) фракционирования изотопов; рассматриваются процессы масс-зависимого и масс-независимого фракционирования изотопов. Дается информация о геохимии стабильных изотопов углерода, азота, серы, кислорода, водорода, кальция, железа, молибдена и других биологически значимых микроэлементов. Рассматривается методика построения эксперимента с изотопной меткой. Обсуждается, какую экологическую информацию можно вынести из изотопного состава почв, живых организмов, их тканей и экстрагированных молекул липидов, ДНК или белков. Рассказывается об изотопных методах датировки осадочных пород и палеопочв, а также о палеоэкологических и палеоклиматических реконструкциях на основе изотопных данных.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Исторический очерк: открытие изотопов и изучение их физико-химических особенностей.

Тема 2. Стабильные и радиоактивные изотопы, радиоактивный распад.

Тема 3. Аналитические методы определения изотопного состава вещества.

Тема 4. Фракционирование и смешивание изотопов.

Тема 5. Геохимия стабильных изотопов биологически значимых элементов.

Тема 6. Изотопный состав биомаркеров, способы связать таксономическую принадлежность и функции микроорганизмов in situ.

Тема 7. Использование изотопных данных в палеоэкологических и палеоклиматических реконструкциях.

Основная литература:

  1. Fry B. Stable Isotope Ecology. New York: Springer. 2006.
  2. Hoefs J. Stable Isotope Geochemistry (7th edition). Cham – Heidelberg – New York – Dordrecht – London: Springer. 2015.
  3. Stable Isotopes in Ecology and Environmental Science (ed. R. Michener, K. Lajtha). Malden – Oxford – Carlton: Blackwell Publishing. 2007.
  4. Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов. М.: Наука. 1981.

Дополнительная литература:

  1. Галимов Э.М. Геохимия стабильных изотопов углерода. М.: Недра. 1968.
  2. Гриненко В.А., Гриненко Л.Н. Геохимия изотопов серы. М.: Наука. 1974.

 

Микробная трансформация азота (на английском языке) (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор А.Л. Степанов

Курс знакомит студентов с новыми процессами микробной трансформации азота в почвах. Дает представление об особом характере превращений азота в почвах с учетом гетерогенности среды, присутствия корней растений, функционирования бактерий в адсорбированном состоянии и высокой концентрации микробных клеток. Подробно рассматривается физиология и экология микроорганизмов биологического круговорота азота. Дается информация о разнообразии микроорганизмов цикла азота и их участии в глобальных биосферных процессах. Проводится оценка роли  микроорганизмов в обеспечении почвенного плодородия, а также об их практическом использовании в современной биотехнологии.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение.

Тема 2. Биологический цикл азота.

Тема 3. Азотфиксация.

Тема 4. Нитрификация.

Тема 5. Денитрификация.

Тема 6. Микробная трансформация азота в почвенных агрегатах.

Основная литература:

  1. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почвах. М.: ГЕОС. 2007
  2. Степанов А.Л. Микробная трансформация парниковых газов в почвах. М.: ГЕОС. 2011

 

Морфология и таксономия почвенных животных (48 часов)

Автор: д.б.н., профессор А.Л. Степанов

Морфология животных рассматривается как часть зоологии, приводится исторический очерк ее развития. Приводятся гипотезы происхождения многоклеточных организмов, даются основы систематики животных. Рассматриваются морфофизиологические особенности почвенных животных, классификация, способы размножения, жизненные циклы, распространение, численность и экологическая роль в разных типах почв.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение.

Тема 2.  Классификация простейших.

Тема 3. Тип Саркомастигофоры.

Тема 4. Подтип Саркодовые.

Тема 5. Тип Инфузории.

Тема 6. Класс Нематоды.

Тема 7. Класс Коловратки.

Тема 8. Класс Малощетинковые.

Тема 9. Тип Членистоногие.

Тема 10. Отряд Равноногие.

Тема 11. Отряд Акариформные клещи.

Тема 12. Надкласс Многоножки. Класс Двупарноногие.

Тема 13. Класс Губоногие.

Тема 14. Надкласс Шестиногие. Класс Насекомые скрыточелюстные. Отряд  Ногохвостки.

Тема 15. Класс Насекомые открыточелюстные.

Тема 16. Отряд Термиты.

Тема 17. Насекомые с полным превращением.

Тема 18. Надсемейство Муравьи.

Тема 19. Млекопитающие. Морфофизиологические особенности. Насекомоядные. Грызуны.

Основная литература:

  1. Рупперт Э., Фокс Р., Барнс Р. Зоология беспозвоночных: функциональные и эволюционные аспекты. Учебник для студентов ВУЗов в 4 томах. М.: «Изд. центр "Академия"». 2008
  2. Шарова И.Х. Зоология беспозвоночных. М.: «Гуманит. изд. центр "ВЛАДОС"». 1999
  3. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 2005

 

Основы биологической систематики (36 часов)

Авторы: д.б.н., профессор И.Ю. Чернов, д.б.н., профессор О.Е. Марфенина,

к.б.н. А.В. Качалкин, к.б.н. А.Е. Иванова, д.б.н., профессор Л.В. Лысак

Курс знакомит студентов с биологической систематикой, как необходимой частью биологических исследований. Даются представления о современных направлениях и методологии систематических построений. В течение курса изучаются основные подходы, используемые в систематике, в историческом аспекте рассматривается возникновение и развитие таксономической, нумерической, филогенетической систематики, анализируются современные приемы геносистематики и кладистики. Рассматриваются представления о биологическом виде, возможных формах видообразования организмов, сложности понятия вида у микроорганизмов. Даются представления о правилах номенклатуры, таксономии, формировании коллекций микроорганизмов, применении на практике знаний по систематике.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Общие понятия в систематике.

Тема 1. Роль систематики в биологии

Тема 2. Общие понятия в систематике.

Раздел 2. Учение о виде.

Тема 1. Многогранность понятия вида.

Тема 2. Видообразование.

Тема 3. Проблема вида у микроорганизмов.

Раздел 3. Методология и основные направления систематики.

Тема 1. Основные направления систематики в историческом аспекте.

Тема 2. Современные подходы в систематике.

Раздел 4. Современные подходы к систематике прокариот, эукариотных микроорганизмов (грибы и дрожжи).

Раздел 5. Биологическая номенклатура.

Тема 1. Номенклатура до и после Линнея.

Раздел 6. Идентификация, описание новых таксонов, коллекции и банки микроорганизмов.

Тема 1. Принципы идентификации.

Тема 2. Таксономические публикации.

Тема 3. Коллекции и банки данных.

Основная литература:

  1. Любарский Г.Ю., Павлинов И.Я. Биологическая систематика: Эволюция идей. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2011.
  2. Павлинов И.Я. Кладистический анализ. М.: «Изд-во МГУ». 1990.
  3. Заварзин Г.А. Фенотипическая систематика бактерий. Пространство логических возможностей. М.: «Наука». 1974.

Дополнительная литература:

  1. Павлинов И.Я. Основные подходы в биологической систематике. Электронная газета «Биология». 2010. Т. 17.
  2. Шаталкин А.И. Биологическая систематика. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 1988
  3. Татаринов Л.П. Кладистический анализ и филогенетика. Обзор "Эволюция и систематика". Палеонтологический журнал. 1984. № 3.
  4. Ботаника. Курс альгологии и микологии (систематика, таксономия)      (под ред. Ю.Т. Дьяков). М.: «Изд-во МГУ». 2007.

 

Основы вирусологии (24 часа)

Автор: д.б.н., профессор А.В. Летаров

Курс представляет собой краткое изложение основных закономерностей и механизмов взаимодействия вирусов бактерий и их хозяев, в том числе дается представление о механизмах репликации, структуре и морфогенезе фаговых частиц, явлении лизогении, о взаимодействиях вирусных и бактериальных популяций в природных экосистемах. Для обеспечения лучшего восприятия основное содержание курса предваряется кратким повторением основных положений молекулярной биологии прокариот.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение.

Тема 2. Классификация бактериофагов.

Тема 3. Организация фагового генома, стратегии экспрессии и репликации.

Тема 4. Строение и функционирование вирусной частицы хвостатых фагов. Принципы морфогенеза.

Тема 5. Прочие семейства бактериофагов, краткий обзор жизненных циклов и разнообразие схем морфогенеза.

Тема 6. Распознавание и инфицирование бактериофагами клеток хозяев.

Тема 7. Лизогения и ее значение для фагов и бактерий.

Тема 8. Взаимодействия вирус-клетка у хвостатых фагов.

Тема 9. Эволюция бактериофагов.

Тема 10. Экология бактериофагов.

Тема 11. Практическое применение бактериофагов.

Основная и дополнительная литература:

  1. Бактериофаги. Биология и практическое применение (под ред. Э. Катера и  А. Сулаквелидзе). М.: «Научный мир». 2012.
  2. Пиневич А.В., Сироткин А.К., Гаврилова О.В., Потехин А.А. Вирусология. СПб: «Изд-во СПБГУ». 2012.
  3. Weigel C., Seitz H. Bacteriophage replication modules. FEMS Microbiol Rev. 2006. V. 30. № 3.
  4. Taylor N.M., Prokhorov N.S., Guerrero-Ferreira R.C., Shneider M.M., Browning C., Goldie K.N., Stahlberg H., Leiman P.G. Structure of the T4 baseplate and its function in triggering sheath contraction. Nature. 2016. V. 18. № 533.
  5. Fokine A., Rossmann M.G. Molecular architecture of tailed double-stranded DNA phages. Bacteriophage. 2014. V. 4. № 2.
  6. Marvin D.A., Symmons M.F., Straus S.K. Structure and assembly of filamentous bacteriophages. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2014. V. 114. № 2.
  7. Butcher S.J., Manole V., Karhu N.J. Lipid-containing viruses: bacteriophage PRD1 assembly. Adv. Exp. Med. Biol. 2012. V. 726.
  8. Davidson A.R., Cardarelli L., Pell L.G., Radford D.R., Maxwell K.L. Long noncontractile tail machines of bacteriophages. Adv. Exp. Med. Biol. 2012. V. 726.
  9. Leiman P.G., Shneider M.M. Contractile tail machines of bacteriophages. Adv. Exp. Med. Biol. 2012. V. 726.
  10. Casjens S.R., Molineux I.J. Short noncontractile tail machines: adsorption and DNA delivery by podoviruses. Adv. Exp. Med. Biol. 2012. V. 726.
  11. Molineux I.J., Panja D. Popping the cork: mechanisms of phage genome ejection. Nat. Rev. Microbiol. 2013. V. 11. № 3.
  12. Hu B., Margolin W., Molineux I.J., Liu J. Structural remodeling of bacteriophage T4 and host membranes during infection initiation. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 2015. V. 112. № 35.
  13. Hu B., Margolin W., Molineux I.J., Liu J. The bacteriophage t7 virion undergoes extensive structural remodeling during infection. Science. 2013. V. 339. № 6119.
  14. Storms Z.J., Sauvageau D. Modeling tailed bacteriophage adsorption: Insight into mechanisms. Virology. 2015. V. 485.
  15. Dy R.L., Richter C., Salmond G.P., Fineran P.C. Remarkable Mechanisms in Microbes to Resist Phage Infections. Annu Rev Virol. 2014. V. 1. № 1.
  16. Davies E.V., Winstanley C., Fothergill J.L., James C.E. The role of temperate bacteriophages in bacterial infection. FEMS Microbiol Lett. 2016. V. 363. № 5.
  17. Clokie M.R., Millard A.D., Letarov A.V., Heaphy S. Phages in nature. Bacteriophage. 2011. V. 1. № 1.
  18. Sime-Ngando T. Environmental bacteriophages: viruses of microbes in aquatic ecosystems. Front Microbiol. 2014. V. 24.

 

Почвенная биотехнология (24 часа)

Автор: д.б.н., профессор А.В. Кураков

Курс знакомит студентов с современным состоянием научных исследований и сферами практического применения почвенных биотехнологий. Дает представление о подходах к экспериментальным исследованиям при разработке биотехнологий, управлению деятельности почвенных микроорганизмов и микробиологических процессов в почвах, получению биологических препаратов и их использованию в природных средах, а также методах переработки отходов и решения других задач охраны окружающей среды. Развивает навыки критического анализа и поиска оптимальных почвенных биотехнологий.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Предмет и место почвенной биотехнологии в системе научных и технологических дисциплин.

Тема 2. Микроорганизмы почв и их роль в продуктивности агроэкосистем.

Тема 3. Бактериальные препараты, фиторегуляторы и микоризные грибы в растениеводстве и лесном хозяйстве.

Тема 4. Биотехнологии защиты растений от вредителей.

Тема 5. Биотехнологии защиты растений от болезней и сорняков.

Тема 6. Переработка отходов и растительного сырья для получения пищевых и кормовых продуктов, биотоплива.

Тема 7. Биологическая переработка жидких отходов и сточных вод.

Тема 8. Биологическая переработка твердых отходов.

Тема 9. Биотехнологии контроля загрязнения объектов окружающей среды и сельскохозяйственной продукции.

Тема 10. Биоремедиация загрязненных почв и водоемов (общие принципы).

Тема 11. Биотехнологии добычи металлов, очистки газовоздушных выбросов, биостойкость и биоразлагаемость пластиков.

Тема 12. Почва и сопряженные с ней компоненты наземных экосистем как источники скрининга микроорганизмов для биоиндустрии.

Основная литература:

  1. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б., Лушников С.В., Энгельгарт М., Вайссер Т., Чеботаева М.В. Прикладная экобиотехнология: учебное пособие в 2-х томах. М.: «БИНОМ. Лаборатория знаний». 2010
  2. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. М.: «Мир». 2006
  3. Биотехнология биологически активных веществ. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений (под ред. И.М. Грачевой и Л.А. Ивановой). М.: «НПО "Элевар"». 2006
  4. Экологическая биотехнология (под ред. К.Ф. Фостера и Д.А.Дж. Вейза). Л.: «Химия». 1990
  5. Промышленная микробиология (под ред. Н.С. Егорова). М.: «Высшая школа». 1989
  6. Биотехнология. Принципы и применение (пер. с англ.) (под ред. И. Хиггинса, Д. Беста и Дж. Джонса). М.: «Мир». 1988
  7. Шевелуха В.С., Калашникова Е.А., Воронин Е.С. и др. Сельскохозяйственная биотехнология: Учебник для вузов (под ред. В.С. Шевелухи). М.: «Высшая школа». 2003
  8. Фундаментальная фитопатология (под ред. Ю.Т. Дьякова). М.: «КРАСАНД». 2012
  9. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М. и др. Экология микроорганизмов (под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Издательский центр "Академия"». 2004
  10. Ревин В.В., Кадималиев Д.А., Атыкян Н.А. Введение в биотехнологию: от пробирки до биореактора. С.: «Изд- во Мордовского ун-та». 2006
  11. Lynch M. Soil Biotechnology: microbiological factors in crop productivity. Oxford –London - Edinburgh –Boston - Carton «Blackwell Scientific Publ. LTD». 1983

Дополнительная литература:

  1. Биотехнология в 8 тт. (под ред. Н.С. Егорова и В.Д. Самуилова). М.: «Высшая школа». 1987
  2. Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологи­ческого синтеза. М.: «Наука». 1985
  3. Елинов Н.П. Основы биотехнологии. СПб.: «Издательская фирма "Наука"». 1995
  4. Штерншис М.В., Джалилов Ф.С.-У., Андреева И.В., Томилова О.Г. Биологическая защита растений (под ред. М.В. Штерншис). М.: «Колос». 2004
  5. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. М.: «Колос». 1993
  6. Саловарова В.П., Козлов Ю.П. Эколого-биотехнологические основы конверсии растительных субстратов. М.: «Изд-во РУДН». 2001
  7. Волова Т.Г. Биотехнология. Н.: «Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук». 1999
  8. Гапонов К.П. Процессы и аппараты микробиологических производств. М.: «Легкая и пищевая промышленность». 1981
  9. Синицын А.П., Гусаков А.В., Черноглазов В.М. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. М.: «Издательство Московского университета». 1995
  10. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: М.: «Издательство МГУ». 2005
  11. Микроорганизмы и охрана почв (под ред. Д.Г. Звягинцев). М.: «Издательство МГУ». 1989
  12. Кураков А.В., Ильинский В.В., Котелевцев С.В., Садчиков А.П. Биоиндикация и реабилитация экосистем при нефтяных загрязнениях (под ред. А.П. Садчикова и С.В. Котелевцева). М.: «Графикон». 2006
  13. Андреюк Е.И., Билай В.И., Коваль Э.З., Козлова И.А. Микробная коррозия и ее возбудители. Киев: «Наукова думка». 1980
  14. Ильичев В.Д., Бочаров Б.В., Анисимов А.А. и др. Биоповреждения (под ред. В.Д. Ильичева). М.: «Высшая школа». 1987
  15. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии (в 2-х частях). М.: «Мир». 1989
  16. Телитченко М.М., Остроумов С.А. Введение в проблемы биохимической экологии. М.: «Наука». 1990
  17. Каравайко Г.И. Микробиологические процессы выщелачивания металлов из руд. Обзор проблемы. М.: «ЦМП ГКНТ». 1984
  18. Карасевич Ю.Н. Основы селекции микроорганизмов, утилизирующих синтетические органические соединения. М.: «Наука». 1982
  19. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. М.: «Стройиздат». 1983
  20. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н. и др. Биологическая очистка производственных сточных вод: Процессы, аппараты и сооружения. М.: «Стройиздат». 1985
  21. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод активным илом. М.: «Наука». 1979
  22.  Винаров А.Ю., Садыров О.А., Лобанов Ф.И. Очистка и дезодорация промышленных газов с помощью микроорганизмов. Итоги науки и техники. Серия «Биотехнология». Т. 27. М.: «ВИНИТИ АН СССР». 1989

 

Почвенная микробиология (72 часа)

Автор: д.б.н., профессор Н.А. Манучарова

Курс посвящен принципам современной почвенной микробиологии. Подробно рассматриваются особенности почвы как среды обитания микроорганизмов, принципы изучения экологии почвенных микроорганизмов, экология клетки микроорганизма и микробных популяций в почве, экология микробных сообществ. Отдельный акцент сделан на изучении взаимодействий между популяциями, а также между микроорганизмами, растениями и почвенными беспозвоночными животными.  

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение.

Тема 2. Особенности почвы как среды обитания микроорганизмов.

Тема 3. Принципы изучения экологии почвенных микроорганизмов.

Тема 4. Экология клетки микроорганизма.

Тема 5. Экология микробных популяций в почве.

Тема 6. Взаимодействие между популяциями.

Тема 7. Экология микробных сообществ.

Тема 8. Эколого-географическое распространение микроорганизмов.

Тема 9. Инокуляция, бактериальные удобрения.

Тема 10. Почвенное органическое вещество.

Тема 11. Роль микроорганизмов в разрушении и создании минералов в почве.

Тема 12. Взаимодействие между микроорганизмами и растениями.

Тема 13. Взаимодействие между микроорганизмами и беспозвоночными животными.

Основная и дополнительная литература:

  1. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. М.: «Наука». 1980.
  2. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: «ИКЦ "Академкнига"». 2002.
  3. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: «Издательство Московского университета». 1987.
  4. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Экология актиномицетов. М.: «Геос». 2001.
  5. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М.: «Издательство Московского университета». 1989.
  6. Красильников Н.А. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: «Издательство АН СССР». 1958.
  7. Микроорганизмы и охрана почв (под ред. Д.Г. Звягинцева). М.: «Издательство Московского университета». 1989.
  8. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: «Издательство Московского университета». 1988.
  9. Перспективы развития почвенной биологии (под ред. Д.Г. Звягинцева). М.: «МАКС Пресс». 2001.

 

Современные методы биологии почв (на английском языке) (72 часа)

Автор: к.б.н. И.В. Евдокимов

Курс предназначен для изучения основных современных молекулярно-биологических, (био)химических, физико-химических и физических инструментальных методов, предназначенных для: а) качественной оценки структуры почвенного микробного сообщества; б) количественных определений почвенной микробной биомассы, визуализации микробных колоний и пространственного распределения ферментативной активности в “hot spots” - ризосфере, дрилосфере, детритосфере, биопорах; в) оценки пространственного распределения биофильных и микроэлементов на внутриклеточном уровне; г) измерений концентрации СО2 и других парниковых газов в воздухе; д) оценки эмиссии СО2 и других парниковых газов с поверхности почвы; е) определения изотопного состава парниковых газов и биомассы почвенных микроорганизмов; ж) оценки потоков биофильных элементов с использованием метода стабильных изотопов (SIP). Магистранты научатся: а) выбирать оптимальные сочетания/ансамбли методов в соответствии с целями исследования/эксперимента; б) готовить полученные экспериментальные и литературные данные для презентаций.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Методы определения структуры микробного сообщества и микробной биомассы в почве.

Тема 1. Классификация методов микробиологии почвы

Тема 2. Методы определения структуры микробного сообщества в почве, основанные на ПЦР

Тема 3. Прочие методы определения таксономического и функционального разнообразия микробного сообщества почвы

Тема 4. Биоцидные методы определения микробной биомассы почвы

Тема 5. Методы, основанные на анализе дыхательного отклика микробного сообщества

Раздел 2. Глобальное изменение климата, парниковые газы и их круговорот в наземных экосистемах.

Тема 1. Глобальное изменение климата

Тема 2. Методы измерения СО2 и других парниковых газов в воздухе

Тема 3. Методы определения эмиссии СО2 и других парниковых газов с почвенной поверхности

Тема 4. Неизотопные методы раздельного определения корневого и микробного дыхания

Тема 5. Изотопные методы раздельного определения корневого и микробного дыхания        

Раздел 3. Методы изучения ризосферы.

Тема 1. Понятие о “hot spots” и ризосфере

Тема 2. Методы визуализации ризосферы и “hot spots”

Тема 3. Особенности использования изотопов 13С и 14С в ризосфере

Раздел 4. Другие методы изучения микробного сообщества и органического вещества почвы.

Тема 1. Молекулярно-биологические методы

Тема 2. Методы масс-спектрометрии

Тема 3. Методы изучения структуры органического вещества почвы

Тема 4. Манипуляционные эксперименты.

Основная литература:

  1. Soil microbiology, ecology, and biochemistry 3d. ed. (ed.       E. Paul). Elsevier. 2007. 532 p.
  2. Modern soil microbiology 2nd ed. (ed. J.D. van Elsas, J.K. Jansson, J.T. Trevors). CRC Press (Taylor &Francis Group). 2006. 646 p.

Дополнительная литература:

  1. Davidson E.A., Janssens I.A. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change. Nature. 2006. V. 440. P. 165-173
  2. Panikov N.S., Flanagan P.W., Oechel W.C., Mastepanov M.A., Christensen T.R. Microbial activity in soils frozen to below -39oC. Soil Biology & Biochemistry. 2006. V. 38. P. 785–794
  3. Gurwick N.P., Moore L. A., Kelly C., Elias P. A Systematic Review of Biochar Research, with a Focus on Its Stability in situ and Its Promise as a Climate Mitigation Strategy. PLoS ONE. 2013. 8(9): e75932. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0075932
  4. Cleveland C.C., Liptzin D. C:N:P stoichiometry in soil: is there a “Redfield ratio” for the microbial biomass? Biogeochemistry. 2007. V. 85. P. 235-252
  5. Cotrufo M.F., Wallenstein M.D., Boot C.M., Denef K., Paul E. The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter? Global Change Biology. 2013. doi: 10.1111/gcb.12113
  6. von Lutzow M., Kogel-Knabner I., Ekschmitt K., Flessa H., Guggenberger G., Matzner E., Marschner B. Review SOM fractionation methods: Relevance to functional pools and to stabilization mechanisms. Soil Biology & Biochemistry. 2007. V. 39. P. 2183–2207
  7. Docherty K.M., Gutknecht J.L.M. The role of environmental microorganisms in ecosystem responses to global change: current state of research and future outlooks. Biogeochemistry. 2011. DOI 10.1007/s10533-011-9614-y
  8. Miltner A., Bombach P., Schmidt-Brucken B., Kastner M. SOM genesis: microbial biomass as a significant source. Biogeochemistry. 2011. DOI 10.1007/s10533-011-9658-z
  9. Prescott C.E.        Litter decomposition: what controls it and how can we alter it to sequester more carbon in forest soils? Biogeochemistry. 2010. V. 101. P. 133–149
  10. Sardans J., Rivas-Ubach A., Pe˜nuelas J. Review The C:N:P stoichiometry of organisms and ecosystems in a changing world: A review and perspectives. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. 2012. V. 14. P. 33– 47
  11. Kuzyakov Y., Blagodatskaya E. Review paper Microbial hotspots and hot moments in soil: Concept & review. Soil Biology & Biochemistry. 2015. V. 85. P. 184-199
  12. Schmidt M.W.I., Torn M.S., Abiven S. et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property. Nature. 2011. V. 478. P. 49-56
  13. Hartmann A., Rothballer M., Schmid M. Lorenz Hiltner, a pioneer in rhizosphere microbial ecology and soil bacteriology research. Frontiers in Microbiology 2008. V. 312. P. 7–14

 

Современные методы почвенной микробиологии и биохимии (практика) (156 часов)

Авторы: д.б.н., профессор Л.В. Лысак, к.б.н., доц. Н.В. Костина, к.б.н. М.В. Горленко

Практика знакомит магистров с современными методами почвенной микробиологии и биохимии. В рамках данной практики учащиеся осваивают методы оценки актуальной (реальной) и потенциальной биологической активности почв при помощи прямого люминесцентного метода (определение показателей численности и биомассы отдельных групп почвенных микроорганизмов), биохимических методов определения  активности почвенных ферментов (оксидазы и гидролазы), газохроматографических методов (определение  интенсивности протекания в почвах процессов трансформации соединений углерода и азота), метода оценки физиологического разнообразия микробных сообществ (метод МСТ). Практика позволяет получить целостное представление о современных методах биологического мониторинга микробных сообществ в природных и антропогенных экосистемах. Практика знакомит магистров с методами хемотаксономии бактерий, широко использующихся в настоящее время в идентификации и полифазной таксономии некоторых групп прокариот. Изучение методов выделения микробов-антагонистов из почвы и методов определения антибиотической активности микроорганизмов знакомит магистров с возможностями использования почвенных микроорганизмов в целях биотехнологии.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение. Отбор и подготовка образцов для определения биологической активности почв.

Тема 2. Методы определения активности почвенных ферментов (каталаза, дегидрогеназа, инвертаза, уреаза).

Тема 3. Прямой люминесцентный метод определения численности и биомассы почвенных микроорганизмов (водоросли, грибы, бактерии, актиномицеты).

Тема 4. Газохромато-графические методы определения азотфиксирующей и денитрифицирующей активности почвы, активности эмиссии диоксида углерода и метана из почвы. Кинетический метод определения биомассы микроорганизмов.

Тема 5. Применение радиоизотопных методов в почвенной микробиологии.

Тема 6. Метод определения функционального разнообразия микробных сообществ почвы (метод МСТ).

Тема 7. Методы статистической обработки полученных данных. Подходы к интерпретации результатов.

Тема 8. Знакомство с методами хемотаксономии бактерий.

Тема 9. Методы изучения синтеза физиологически активных веществ почвенными микроорганизмами (на примере антибиотиков).

Основная литература:

  1. Методы почвенной микробиологии и биохимии      (под ред. Д.Г. Звягинцева). М.: «Изд-во МГУ». 1991
  2. Практикум по агрохимии (под ред. В.Г. Минеева). М.: «Изд-во МГУ». 2001
  3. Лысак Л.В., Костина Н.В., Воробьева Е.А., Горленко М.В., Грачева Т.А.. Руководство к практикуму «Методы почвенной микробиологии и биохимии» (подготовлено к печати)

Дополнительная литература:

  1. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во МГУ». 2005
  2. Лысак Л.В., Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н. Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2003
  3. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии.         М.: «Наука». 2005
  4. Лысак Л.В., Лихачева А.А., Алферова И.В. Методы выделения и изучения почвенных актиномицетов, продуцентов антибиотиков (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2005
  5. Степанов А.Л., Лысак Л.В. Методы газовой хроматографии в почвенной микробиологии (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2002
  6. Горленко М.В., Кожевин П.А. Мультисубстратное тестирование природных микробных сообществ. М.: «МАКС Пресс». 2005
  7. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почвах. М.: «ГЕОС». 2007
  8. Благодатская Е.В., Семенов М.В., Якушев А.В. Активность и биомасса почвенных микроорганизмов в изменяющихся условиях окружающей среды. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2016

 

Цитология микроорганизмов (36 часов)

Автор: к.б.н.  В.С. Соина

Курс направлен на изучение постулатов клеточной теории, методов, применяемых в современной цитологии, включая микроскопические, цитохимические и сравнительно-цитологические методы. Рассматриваются системы функционирования клеток микроорганизмов, симбиотическая теория происхождения органелл эукариотной клетки, процессы эволюции клеток, строение и функциональные особенности клеточных структур эукариотных и прокариотных микроорганизмов. Изучаются жизненные циклы микроорганизмов, процессы дифференциации клеток, гетерогенность микробных популяций, причины полиморфизма клеток, типы метаболизма, которыми характеризуются покоящиеся клетки, способы переживания неспорообразующих микроорганизмов в природных условиях. Рассматриваются особые состояния микробных клеток — некультивируемые формы и нанноформы в природных условиях и модельных опытах, а также системы межклеточного взаимодействия и ауторегуляции роста и развития микробных клеток, позволяющие обеспечивать мультивариантность стратегии переживания микроорганизмов в природной среде и высокую степень биоразнообразия в экстремальных условиях. Рассматривается также природа фагов и их влияние на функционирование микробных клеток в природных условиях.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Клеточная теория. Клетка — элементарная единица живого.

Тема 2. Методы клеточной биологии.

Тема 3. Общий план строения эукариотных и прокариотных  клеток.

Тема 4. Опорно-двигательная система (цитоскелет)  эукариотных клеток.

Тема 5. Строение клеточной стенки эукариотных микроорганизмов.

Тема 6. Генетический аппарат эукаритных и прокариотных клеток.

Тема 7. Цитоплазма: системы энергообеспечения эукариотической клетки и включения.

Тема 8. Отличительные особенности прокариотных клеток.

Тема 9. Движение и жизненные циклы прокариотных клеток.

Тема 10. Система ауторегуляции роста и развития микробных культур.

Тема 11. Программированная клеточная смерть.

Тема 12. Основные свойства фагов и их роль в природе.

Основная литература:

  1. Верещагина В.А. Основы общей цитологии. М.: «Издательский центр "Академия"». 2007
  2. Дерябин Д.Г. Функциональная морфология клетки. М.: «Книжный дом "Университет"». 2005
  3. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. М.: «ИКЦ "Академкнига"». 2004

Дополнительная литература:

  1. Камзолкина О.В., Дунаевский Я.Е. Биология грибной клетки. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2015
  2. Клетки (под ред. Б. Льюина, Л. Кассимериса и др.). М.: «Бином. Лаборатория Знаний». 2011
  3. Мотавкина Н.С., Артемкин В.Д. Атлас по микробиологии и вирусологии. М.: «Медицина». 1976
  4. Ролан Ж.-К, Селоши А, Селоши Д. Атлас по биологии клетки. М.: «Мир». 1987
  5. Волошин С.А., Капрельянц А.С. Межклеточные взаимодействия в бактериальных популяциях. Биохимия. 2004. Т. 69. № 11

 

Биологический контроль окружающей среды (18 часов)

Автор: д.б.н., профессор П.А. Кожевин

Курс направлен на изучение биологического контроля окружающей среды как фундаментальной дисциплины, связанной с ключевыми общими и прикладными проблемами экологической и продовольственной безопасности. Системный взгляд позволяет преодолеть выраженную в отечественной и зарубежной научной литературе разноплановость и неоднозначность понимания биологического контроля.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. “Гнездо” понятия биоконтроль.

Тема 1. Предмет и задачи. Основные взгляды в отечественной и зарубежной науке.

Тема 2. История вопроса от Виноградского до концепции Геи (Ловелок-Маргулис) и “физикализма”.

Тема 3. Системное определение биоконтроля.

Тема 4. Ноосфера Вернадского и какосфера Заварзина.

Тема 5. Causa finalis и телеономичность экосистем, сукцессии как Марковские процессы.

Тема 6. Метафора “здоровья” среды как итог холистического анализа.

Тема 7. Аналогии с медициной (индикаторы состояния экосистем), биотестирование и биоиндикация.

Раздел II. Прикладные задачи биоконтроля среды.

Тема 1. Причины неудачи американского проекта биоконтроля среды “Биосфера-2”.

Тема 2. Резистентность и гибкость экосистем. Проблема определения красной черты. Тема 3. Принцип Ле-Шателье в определении предельной нагрузки

Тема 4. Динамика экосистем в адаптационном цикле Холлинга. Взаимодействия между иерархическими уровнями (панархия).

Тема 5. Биоконтроль фитопатогенов. Супрессивность почв. Резистома почв. Пересмотр экологической роли антибиотиков. Биоконтроль как тонкая настройка (fine tuning).

Тема 6. “Крайне печальная теорема“ в экологической и продовольственной безопасности. “Пищевая миля” как оценка рыночной регуляции. Антирынок в природе. Поиски выхода из тупика.

Основная литература:

  1. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование (учебник для вузов) (под ред. О.П. Мелеховой и Е.И. Сарапульцевой). М.: «Академия». 2008 288 с.
  2. Виноградский С.Н. О роли микробов в общем круговороте жизни. СПб. 1897. С. 1-27

Дополнительная литература:

  1. Горленко М.В., Кожевин П.А. Мультисубстратное тестирование природных микробных сообществ. М.: «Макс Пресс». 2005. 229 с.
  2. Горшков В.В., Горшков В.Г., Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С., Макарьева А.М. Биотическая регуляция окружающей среды. Экология. 1999. № 2. С. 105-113.
  3. Заварзин Г.А. Какосфера. М.:  «Ruthenica». 2011. 460 с.
  4. Кожевин П.А. Экология почвенных микроорганизмов (в учебнике для университетов “Экология микроорганизмов” под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Академия». 2011. 280 с.

 

Моделирование динамики углерода в наземных экосистемах (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор Т.А. Архангельская

Курс нацелен на обучение студентов моделированию динамики углерода в наземных экосистемах с использованием модели CENTURY. Вводная часть курса включает краткий обзор основных углеродных пулов в травянистых/сельскохозяйственных и лесных экосистемах. Используется свободно распространяемая программа CENTURY; моделируются потоки и запасы углерода в различных типах наземных экосистем. Запасы углерода в почве оцениваются для нормальных погодных условий, для «потепления» с повышенными температурами воздуха и для «аридизации» с уменьшением осадков. Моделируются антропогенные воздействия, в том числе выпас разной интенсивности для травянистых экосистем и сплошная вырубка для лесных экосистем. Существенную часть обучения составляет интерпретация результатов расчетов и их обсуждение в классе. Каждый студент работает со своей экосистемой, и в конце курса они сравнивают свои результаты.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Современные подходы к моделированию динамики углерода в наземных экосистемах.

Тема 2. Модель CENTURY и ее основные особенности.

Тема 3. Структура входных данных модели CENTURY.

Тема 4. Исполняемые файлы модели CENTURY.

Тема 5. Моделирование динамики углерода в различных типах наземных экосистем.

Основная литература:

  1. Parton W., Ojima D., Del Grosso S., Keough C. CENTURY Tutorial (все разделы).
  2. Parton W.J., Schimel D.S., Cole C.V., Ojima D.S. Analysis of factors controlling soil organic matter levels in Great Plains grasslands (все разделы). SSSAJ 51. 1987

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:

https://www.nrel.colostate.edu/projects/century/century-downloads.php


 

Молекулярно-биологические методы в экологии (27 часа)

Автор: д.б.н., профессор Н.А. Манучарова

Курс посвящен экологическим аспектам применения молекулярных методов для исследования биологических объектов природных экосистем. Обсуждаются экологические вопросы определения биоразнообразия микробного прокариотного комплекса, находящегося в метаболически активном состоянии в исследуемых экосистемах.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Вводные понятия.

Тема 2. Выделение ДНК

Тема 3. Амплификация специфических фрагментов ДНК.

Тема 4. Электрофорез.

Тема 5. Метод FISH (Fluorescent in situ hybridization)

Тема 6. Секвенирование ДНК

Тема 7. Клонирование генов.

Тема 8. Понятие «функционального» гена.

Тема 9. Рестрикционный анализ.

Основная литература:

  1. Ребриков Д.В., Саматов Г.А. Трофимов Д.Ю. Семенов П.А. и др. ПЦР в реальном времени. М.: «БИНОМ. Лаборатория знаний». 2009
  2. Манучарова Н.А. Гидролитические прокариотные комплексы наземных экосистем. М.: «Университетская книга». 2014
  3. Манучарова Н.А. Молекулярно-биологические методы в почвоведении и экологии. М.: «Университетская книга». 2014
  4. Manucharova N.A. Ecophysiology of hydrolytical microbial communities in terrestrial ecosystems. M.: «University book». 2014

Дополнительная литература:

  1. Панкратов Т.А., Белова С.Э., Дедыш С.Н. Оценка филогенетического разнообразия прокариотных микроорганизмов в сфагновых болотах с использованием метода FISH. Микробиология. 2005. Т. 74
  2. Amann R.I., Krunholz L., Stahl D.A. Fluorescent-oligonucleotide probing of whole cells for determinative, phylogenetic, and environmental studies in microbiology. Bacteriol. 1990. V. 172
  3. Amann R.I., Ludwig W. Ribosomal RNA-targeted nucleic acid probes for studies in microbial ecology. FEMS Microbiol. Reviews. 2000. V. 24
  4. Pernthaler A., Pernthler J., Amann R. Fluorescence in situ hybridization and catalyzed reporter deposition for the identification of marine bacteria. Applied and Enviromental Microbioligy. 2002

 

Основы морфологии и таксономии почвенных животных (18 часов)

Автор: д.б.н., профессор А.Л. Степанов

В рамках курса студентам даются основы систематики животных. Рассматриваются морфологические особенности почвенных животных, классификация, способы размножения, жизненные циклы, распространение, численность и экологическая роль в разных экосистемах.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение. Классификация простейших.

Тема 2. Класс Нематоды. Класс Коловратки. Класс Малощетинковые.

Тема 3. Тип членистоногие. Отряд Равноногие. Отряд Акариформные клещи.

Тема 4. Надкласс Многоножки. Класс Двупарноногие.

Тема 5. Класс Губоногие.

Тема 6. Надкласс Шестиногие. Класс Насекомые скрыточелюстные. Отряд Ногохвостки.

Тема 7. Класс Насекомые открыточелюстные. Отряд Термиты.

Тема 8. Надсемейство Муравьи. Насекомые с полным превращением.

Тема 9. Млекопитающие, насекомоядные, грызуны.

Основная литература:

  1. Рупперт Э., Фокс Р., Барнс Р. Зоология беспозвоночных: функциональные и эволюционные аспекты. Учебник для студентов ВУЗов в 4 томах. М.: «Издательский центр "Академия"». 2008
  2. Шарова И.Х. Зоология беспозвоночных. М.: «Гуманитарный издательский центр "ВЛАДОС"». 1999
  3. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 2005

 

Экологическая биохимия (60 часов)

Автор: д.б.н., профессор Л.В. Лысак

Курс направлен на изучение основных биологических молекул, входящих в состав клеток. В течение курса изучаются основные пути синтеза и распада органических молекул в клетке, рассматриваются процессы катаболизма, анаболизма и амфиболизма основных биологических молекул. Рассматриваются процессы получения клеткой энергии, регуляции основных метаболических путей в клетке. Изучаются процессы синтеза вторичных метаболитов и роль вторичных метаболитов во взаимодействиях организмов с окружающей средой и межорганизменных отношениях. Дается представление о процессах  трансформации ксенобиотиков в окружающей среде, использовании вторичных метаболитов микроорганизмов (антибиотики, ферменты, БАВ и др.) в практической деятельности человека.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Основы общей биохимии.

Тема 1. Предмет и задачи и задачи экологической биохимии.

Тема 2. Белки и пептиды.

Тема 3. Понятие о метаболизме клетки. Метаболизм белков.

Тема 4. Нуклеиновые кислоты.

Тема 5. Метаболизм нуклеиновых кислот.

Тема 6. Углеводы.

Тема 7. Метаболизм углеводов.

Тема 8. Липиды.

Тема 9. Метаболизм липидов.

Тема 10. Витамины.

Раздел 2. Биохимические основы взаимодействий организмов с факторами окружающей среды.

Тема 1. Вторичные метаболиты.

Тема 2. Биохимический ответ организмов на изменение абиотических факторов среды. Адаптация.

Тема 3. Химические и биохимические взаимодействия между организмами в водной, наземной среде и почве.

Тема 4. Биохимические взаимодействия между микроорганизмами.

Тема 5. Биохимические взаимодействия между водорослями и грибами.

Тема 6. Биохимические взаимодействия между растениями.

Тема 7. Биохимические взаимодействия между животными.

Тема 8. Гормональные воздействия между растениями и животными.

Раздел 3. Эколого-биохимические аспекты трансформации ксенобиотиков.

Тема 1. Эколого-биохимические аспекты трансформации ксенобиотиков.

Тема 2. Концепция двухфазного метаболизма ксенобиотиков.

Тема 3. Реакции первой фазы метаболизма ксенобиотиков (реакции окисления, восстановления и гидролиза).

Тема 4. Реакции второй фазы метаболизма ксенобиотиков.

Тема 5. Пестициды. Трансформация пестицидов.

Тема 6. Прикладные аспекты экологической биохимии.

Основная литература:

  1. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия. М.: «Мир». 2004
  2. Харборн Д. Введение в экологическую биохимию. М.: «Мир». 1985

Дополнительная литература:

  1. Коваленко Л.В. Биохимические основы химии биологически активных веществ. М.: «Бином». 2010
  2. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию.М.: «Изд-во МГУ». 1986
  3. Райс Э.М. Аллелопатия. М.: «Мир». 1978
  4. Саловарова В.П., Приставка А.А., Берсенева О.А. Введение в биохимическую экологию. Иркутск: «Изд-во Иркутского ГУ». 2007

 

Экологическая микробиология (36 часов)

Авторы: к.б.н. Ю.В. Закалюкина, к.б.н. М.В. Бирюков

Целью курса «Экологическая микробиология» является изложение основных принципов функционирования биосферы и роли микроорганизмов в этих процессах. В рамках освоения дисциплины будет рассказано о глобальных биогеохимических циклах, круговороте основных элементов, с особым вниманием к микроорганизмам, как к движущей силе этих процессов. Преподаваемый материал позволит слушателям составить целостное представление о том, как формировался современный облик Земли, чем обуславливается плодородие и как человек модернизирует созданные природой процессы для своих целей.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение в экологическую микробиологию.

Тема 2. Происхождение и эволюция мира микробов.

Тема 3. Микробиология основных сред обитания.

Тема 4. Микробная деятельность и микробные взаимодействия.

Тема 5. Современные методы экологической микробиологии.

Тема 6. Прикладные аспекты экологической микробиологии.

Основная литература:

  1. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. Том 1-3. М.: «Мир». 1994
  2. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М. и др. Экология микроорганизмов: Учебник  для студентов вузов (под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Издательский центр "Академия"». 2004

Дополнительная литература:

  1. Промышленная микробиология (под ред. Н.С. Егорова). М.: «Высшая школа». 1989
  2. Bitton G. Encyclopedia of environmental microbiology. John Wiley & Sons. 2002
  3. Bladgett R.D. The Biology of soil: a community and ecosystem approach. Oxford Press. 2005
  4. Environmental Microbiology: Fundamentals and Applications: Microbial Ecology (ed. J.-C. Bertrand et al.). Springer. 2015
  5. Pepper I.L., Gerba C.P., Genta T.J. Invironmental microbiology (third edition). Elsevier. 2015

 

Экология  актиномицетов (34 часа)

Автор: д.б.н., профессор Г.М. Зенова

Курс посвящен принципам и экологическим аспектам современной актиномицетологии. Подробно рассматриваются особенности использования биологически активных веществ, в том числе антибиотиков в медицине, растениеводстве, животноводстве, биотехнологии. Изучаются особенности морфологии актиномицетов, рост и развитие актиномицетов. экофизиология актиномицетов, особенности биохимии актиномицетов и способность актиномицетов к синтезу физиологически активных веществ, в особенности антибиотиков. Рассматриваются жизненные циклы актиномицетов в природных местах обитания, современное состояние систематики актиномицетов, распространение актиномицетов в почве, растительных субстратах, воде, воздухе, в организмах человека и животных. Особый акцент делается на использовании физиологически активных веществ, образуемых актиномицетами, в биотехнологии, фармакологии и хозяйственной деятельности человека, использовании антибиотиков актиномицетного происхождения в растениеводстве, животноводстве, фармакологии, использовании актиномицетного комплекса как показателя состояния экосистемы, использовании структуры актиномицетного комплекса для биоконтроля за окружающей средой.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Краткий исторический очерк развития актиномицетологии.

Тема 2. Экология клетки мицелиальных бактерий.

Тема 3. Рост и развитие актиномицетов.

Тема 4. Экофизиология актиномицетов.

Тема 5. Жизненные циклы актиномицетов.

Тема 6. Современное состояние систематики актиномицетов.

Тема 7. Экологические особенности актиномицетов.

Тема 8. Взаимодействие актиномицетов с другими организмами.

Тема 9. Актиномицеты и деятельность человека.

Тема 10. Методические аспекты в исследовании актиномицетов.

Основная литература:

  1. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Экология актиномицетов. М.: «Геос». 2001
  2. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М. Актиномицеты засоленных и щелочных почв. М.: «Изд-во "Книжный дом университет"». 2007
  3. Зенова Г.М. Почвенные актиномицеты. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 1992
  4. Зенова Г.М. Почвенные актиномицеты редких родов. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 2000
  5. Зенова Г.М., Захарова О.С., Манучарова Н.А. Экология актиномицетов родa Actinomadura. М.: «МАКС Пресс». 2004
  6. Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Разнообразие актиномицетов в наземных экосистемах. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 2002

Дополнительная литература:

  1. Агре Н.С. Систематика термофильных актиномицетов. Пущино. 1986
  2. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А., Терехова Л.П., Максимова Т.С. Определитель актиномицетов. М.: «Наука». 1983
  3. Калакуцкий Л.В., Агре Н.С. Развитие актиномицетов. М.: «Наука». 1977
  4. Современная микробиология. Прокариоты. Том 1 (под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса и Г. Шлегеля). М.: «Мир». 2005

 

Экология бактерий (72 часа)

Автор: д.б.н., профессор Л.В. Лысак

Курс знакомит студентов с бактериальными (прокариотными) организмами как представителями самостоятельного царства живой природы. На лекциях и практических занятиях изучаются современные представления о строении прокариот, их биологии, систематике, таксономии. Дается представление о современных подходах к идентификации бактерий, приемах их исследования в основных природных средах. Детально изучается современное состояние экологии прокариотных организмов. Рассматриваются биосферные функции и разнообразие бактерий в природе, распространение и роль в природных процессах, участие в круговоротах биофильных элементов, взаимодействие бактерий с другими организмами, возможности использования бактерий, современных способах оценки структурно-функциональной организации прокариотных сообществ, использовании прокариот в целях биотехнологии.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Современные методы изучения бактерий

Тема 2. Морфология и цитология бактерий.

Тема 3. Экофизиология бактерий.

Тема 4. Систематика и таксономия бактерий.

Тема 5. Основные филумы бактерий и архей в природных средах.

Тема 6. Современные аспекты экологии бактерий и архей.

Тема 7. Прикладная экология бактерий.

Основная литература:

  1. Современная микробиология. Прокариоты. Т.1, 2. (под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса и Г. Шлегеля). М.: «Мир». 2005
  2. Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология. М.: «Академия». 2006

Дополнительная литература:

  1. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: «Наука». 2006
  2. Экология микроорганизмов (под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Академия». 2004
  3. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во МГУ». 2005
  4. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию. М.: «Книжный дом "Университет"». 2001
  5. Экология микроорганизмов (под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Академия». 2004
  6. Лысак Л.В., Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н. Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий (учебное пособие). М.: «МАКС Пресс». 2003
  7. Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. М.: «Изд-во МГУ». 1996

 

Экология водорослей (24 часа)

Автор: д.б.н., профессор Г.М. Зенова

Курс посвящен принципам и экологическим аспектам современной альгологии. Подробно рассматриваются особенности клеточной структуры водорослей, разнообразие морфологии водорослей, размножение и циклы развития водорослей, физиология и биохимия водорослей, фитопланктон и бентосные водоросли, наземные и почвенные водоросли, симбиотические ассоциации водорослей. Особый акцент сделан на использовании водорослей в медицине и фармакологии, а также для биоконтроля за окружающей средой.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Введение. Общая характеристика водорослей.

Тема 2. Разнообразие морфологии водорослей.

Тема 3. Размножение и циклы развития водорослей.

Тема 4. Физиология и биохимия водорослей.

Тема 5. Экология водорослей.

Тема 6. Фитопланктон.

Тема 7. Бентосные водоросли.

Тема 8. Наземные водоросли.

Тема 9. Почвенные водоросли.

Тема 10. Водоросли при экстремальных температурах.

Тема 11. Симбиотические ассоциации водорослей.

Тема 12. Водоросли в окружающей среде.

Основная литература:

  1. Зенова Г.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 1990
  2. Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. М.: «Наука». 1976
  3. Штина Э.А., Зенова Г.М., Манучарова Н.А. Альгологический мониторинг почв. Почвоведение. 1998. № 12

Дополнительная литература:

  1. Саут Р., Уиттик А. Основы альгологии. М.: «Мир». 1990
  2. Вассер С.П., Кондратьева Н.В., Масюк Н.П. и др. Водоросли. Справочник. К.: «Наукова думка». 1989

 

Экология грибов (34 часа)

Авторы: д.б.н., профессор О. Е. Марфенина, к.б.н. А. Е.Иванова

Курс знакомит студентов с грибными организмами как представителями самостоятельного царства живой природы. В течение курса изучаются современные представления о строении грибов, их биологии, систематике, экологии. Рассматриваются вопросы распространения грибов в разных средах обитания (воздухе, воде, наземных местообитаниях, почве), их функциях в экосистемах. В курсе дается информация о таксономическом и функциональном разнообразии грибов, влиянии на формирование микобиоты различных природных и антропогенных экологических факторов. Даются представления о взаимодействии грибов с другими организмами (микроорганизмами, растениями, животными, человеком), о возможности использования грибов в биомониторинге и биоконтроле состояния среды обитания, в биотехнологических производствах и для очистки среды.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Строение, рост и размножение грибов.

Тема 1. Строение и рост грибов.

Тема 2. Размножение грибов.

Раздел 2. Систематика и таксономия грибов.

Тема 3. Современные подходы к систематике грибов.

Тема 4. Характеристика экологически значимых групп грибоподобных организмов.

Тема 5. Характеристика отделов царства грибов – Mycota.

Раздел 3. Методы изучения грибов в окружающей среде.

Тема 6. Методы изучения грибов в окружающей среде.

Раздел 4. Распространение и роль грибов в биосфере.

Тема 7. Роль грибов в биосферных процессах.

Тема 8. Грибы в разных средах обитания.

Раздел 5. Влияние экологических факторов на развитие грибов в среде обитания.

Тема 9. Влияние экологических факторов на распространение грибов в окружающей среде.

Раздел 6. Взаимоотношения грибов с другими организмами.

Тема 10. Грибы и микроорганизмы.

Тема 11. Грибы и растения.

Тема 12. Взаимоотношения грибов с беспозвоночными животными.

Тема 13. Грибы - возбудители болезней человека и позвоночных животных.

Раздел 7. Физиологически активные вещества грибов, их роль в окружающей среде. Грибная биотехнология.

Тема 14. Физиологически активные вещества почвенных грибов.

Тема 15. Грибная биотехнология.

Основная литература:

  1. Ботаника. Курс альгологии и микологии (систематика, таксономия) (под ред. Ю.Т. Дьякова). М.: «Изд-во МГУ». 2007
  2. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология (экология, почвообразование). М.: «Изд-во МГУ». 1988.
  3. Марфенина О.Е. Антропогенная экология почвенных грибов (антропогенные факторы). М.: «Медицина для всех». 2005
  4. Мюллер Э., Лефлер В. Микология (биохимия, медицина). М.: «Мир». 1995

Дополнительная литература:

  1. Марфенина О.Е., Иванова А.Е. Многоликая плесень (прикладные аспекты). Наука и жизнь. 2009. № 10
  2. Камзолкина О.В., Дунаевский Я.Е. Биология грибной клетки (цитология, биохимия, физиология). М.: «Товарищество научных издательств КМК». 2015
  3. Терехова В.А. Микромицеты в экологической оценке водных и наземных экосистем (биоиндикация). М.: «Наука». 2007
  4. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: «ГЕОС». 2007
  5. Смит С., Рид Д. Микоризный симбиоз. М.: «Товарищество научных издательств КМК». 2012
  6. Каратыгин И.В. Коэволюция грибов и растений. СПб: «Гидрометеоиздат». 1993

Перечень профессиональных баз данных и информационных справочных систем:

www.Mycobank.org (систематика)


 

Экология дрожжей (34 часа)

Авторы: д.б.н., профессор И.Ю.Чернов, к.б.н. А.В. Качалкин

Данный курс знакомит студентов с основными вопросами зимологии — науки о дрожжевых грибах. Рассказывает о том, как менялось представление о дрожжах с момента их открытия до настоящего времени. В рамках этого курса рассматриваются строение дрожжевой клетки, химический состав и функции основных клеточных структур, особенности морфологии дрожжевых грибов, способы их размножения. Подробно рассматриваются вопросы экологии дрожжей: расселение дрожжей в природных местообитаниях, их взаимодействие с другими организмами, особенности географического распространения. Обсуждается функциональная роль дрожжей в экосистемных процессах. Дан обзор использования дрожжевых грибов, как в традиционных бродильных производствах, так и в современной биотехнологии. В рамках курса рассматриваются также  современные представления о систематике и таксономии дрожжей, а также о методах их идентификации.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Исторический очерк: изменение представлений о природе дрожжей.

Тема 2. Цитология дрожжей.

Тема 3. Морфология и бесполое размножение дрожжей.

Тема 4. Половое размножение дрожжей.

Тема 5. Физиология и экофизиология дрожжей.

Тема 6. Экология дрожжей.

Тема 7. Систематика дрожжей.

Тема 8. Практическое использование дрожжей.

Основная литература:

  1. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2004
  2. Максимова И.А., Чернов И.Ю. Руководство к практическим занятиям по биологии дрожжей. Тула: «Гриф и К». 2006

Дополнительная литература:

  1. Чернов И.Ю. Дрожжи в природе. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2013
  2. Бабьева И.П. Подкласс голосумчатые или гемиаскомицеты (Hemiascomycetidae). В кн.: Жизнь растений. Том 2. Грибы (под ред. М.В. Горленко). М.: «Просвещение». 1990
  3. Бабьева И.П., Голубев В.И. Методы выделения и идентификации дрожжей. М.: «Пищевая промышленность». 1979
  4. Бабьева И.П., Горин С.Е. Почвенные дрожжи. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 1987
  5. Берри Д.М. Биология дрожжей. М.: «Мир». 1985
  6. Квасников Е.И., Щелокова И.Ф. Дрожжи. Биология. Пути использования. Киев: «Наукова думка». 1991
  7. Кудрявцев В.И. Систематика дрожжей. М.: «Изд во АН СССР». 1954

Перечень профессиональных баз данных и информационных справочных систем:

  1. http://theyeasts.org/
  2. Электронный учебник

 

Экофизиология почвенных организмов (68 часов)

Автор: д.б.н., профессор М.М. Умаров

Задачей курса является ознакомление студентов с особенностями экологии и физиологии прокариот (бактерий и архей)  как представителей самостоятельного царства живого мира. Дать сведения по истории развития учения об экофизиологии микроорганизмов (работы Л. Пастера, С.Н. Виноградского, М. Бейеринка, З. Ваксмана, В.Л. Омелянского, Н.А. Красильникова, Е.Н. Мишустина), изложить современные данные о месте микроорганизмов в общей системе живых организмов, об основных теориях происхождения микроорганизмов на Земле (протосферы,"рибозимы”, РНК-мир; бактериальная палеонтология; микрофоссилии, строматолиты); возникновении эукариотных организмов; симбиогенез (К.С. Мережковский, Л. Маргулис). Ознакомить с современными представлениями о границах жизни, подходах к поискам микробной жизни на других планетах. С необходимой подробностью изложить сведения о строении и развитии микроорганизмов, росте в различных условиях среды, метаболизме (брожении, дыхании, фотосинтезе, азотном обмене).

 

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Общие свойства живых систем.

Развитие научных представлений о возникновении жизни на Земле. Современные подходы к определению понятия “жизнь”. Основные теории происхождения микроорганизмов на Земле; протосферы, “рибозимы”, РНК-мир. Бактериальная палеонтология. Микрофоссилии и строматолиты.

Тема 1. Возникновение прокариотной клетки (бактерий и архей).

Раздел 2. Строение, рост и развитие микробной клетки. Особенности клеточной организации прокариотной и эукариотной клетки. Закономерности роста и развития клетки.

Тема 1. Строение клетки

Тема 2. Рост микробной клетки

Раздел 3. Гомеостаз клетки и механизмы его поддержания.

Тема 1. Гомеостаз у прокариот.

Раздел 4. Симбиозы с участием микроорганизмов.

Тема 1. Общая характеристика симбиозов

Раздел 5. Метаболизм микроорганизмов.

Тема 1. Особенности метаболизма прокариот.

Тема 2. Использование микроорганизмами энергии окисления неорганических веществ – хемолитоавтотрофия (хемосинтез).

Раздел 6. Брожение. Дыхание. Фотосинтез.

Тема 1. Брожение.

Тема 2. Дыхательная цепь у микроорганизмов.

Тема 3.Фотосинтез у микроорганизмов.

Раздел 7. Микробиологическая трансформация азота. Азотфиксация, нитрификация, денитрификация

Тема 1. Азотфиксация

Тема 2. Нитрификация, денитрификация.

Основная литература:

  1. Пиневич А.В. Микробиология. Биология прокариотов. Т. 1, 2 (под ред. А.Д. Хоразовой и Ю.В. Гамалея). СПб.: «Изд-во СПбГУ». 2008
  2. Нетрусов А.А., Котова И.Б. Микробиология (университетский курс). М.: «Академия». 2012

Дополнительная литература:

  1. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: «ГЕОС». 2007

 

Геоэкология микроорганизмов (24 часа)

Авторы: к.б.н., доцент Н.В. Костина,  д.б.н., профессор М.М. Умаров

Курс знакомит студентов с историей развития учения о геохимической деятельности микроорганизмов (Л. Пастер, С.Н. Виноградский, В.И. Вернадский, С.И. Кузнецов). Кратко рассматриваются современные представления о возникновении и эволюции микробной жизни на Земле, о роли микроорганизмов в формировании атмосферы Земли. Приводятся основные сведения по физиологии и биохимии микроорганизмов — брожение и дыхание, фотосинтез и хемосинтез, точка и эффект Пастера. Типы питания микроорганизмов - автотрофия и гетеротрофия, фототрофия и хемотрофия, литотрофия и органотрофия. Миксотрофия. Подробно рассматриваются основные функции микроорганизмов в зоне гипергенеза, в частности, биологическое фракционирование стабильных изотопов С, О, S, N. Рассматривается специфика глобальных круговоротов основных химических элементов и роль микроорганизмов в их трансформации, дается представление о геохимических функциях и значимости различных экофизиологических групп прокариот и эукариот в биосфере. Изучаются современные взгляды на роль микроорганизмов в первичном почвообразовании. Рассматриваются особенности геохимической деятельности микроорганизмов на современном этапе как причины локальных, региональных и глобальных экологических проблем. Дается представление об основных методах изучения геохимической деятельности микроорганизмов и современных биогеотехнологиях с использованием микроорганизмов.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. История учения о геохимической деятельности микроорганизмов. Современные достижения и проблемы.

Тема 1. Возникновение микроорганизмов, этапы эволюции. Бактериальная палеонтология.

Тема 2. Типы питания микроорганизмов и их основные функции в зоне гипергенеза.

Раздел 2. Микробиологическая трансформация элементов в ходе конструктивного и энергетического обменов.

Тема 1. Микробиологическая трансформация H, N, C, S, P, O.

Тема 2. Микробиологическая трансформация Fe, Mn, Mo, Cu, Zn,V, Ni, Co.

Раздел 3. Микробиологическая трансформация элементов в ходе побочных метаболических процессов.

Тема 1. Микробиологическая трансформация элементов в ходе побочных метаболических процессов.

Раздел 4. Роль микроорганизмов в почвообразовании и плодородии почв.

Тема 1. Роль микроорганизмов в почвообразовании.

Тема 2. Микроорганизмы и плодородие почв.

Раздел 5. Роль микроорганизмов в образовании и разрушении  минералов.

Тема 1. Роль микроорганизмов в превращениях минералов алюминия (Al) и кремния (Si).

Раздел 6. Разрушение и образование горных пород микроорганизмами.

Тема 1. Роль гетеротрофных микроорганизмов.

Тема 2. Микроорганизмы и нефть.

Раздел 7. Микроорганизмы и атмосфера Земли. Роль микроорганизмов в водоемах.

Тема 1. Микроорганизмы и атмосфера Земли.

Тема 2. Микробиология озер, морей и океанов.

Основная литература:

  1. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: «Наука». 2007
  2. Кондратьева Е.Н. Автотрофные прокариоты. М.: «Издательство МГУ». 2003
  3. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию. М.: «Книжный дом "Университет"». 2001
  4. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М., Иванов М.В., Кожевин П.А., Колотилова Н.Н. и др. Экология микроорганизмов (под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Юрайт». 2013

Дополнительная литература:

  1. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: «ГЕОС». 2007
  2. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: «Издательский центр "Академия"». 2003
  3. Глазовская М.А. Педолитогенез и континентальные циклы углерода. М.: «Книжный дом "ЛИБРОКОМ"». 2009
  4. Заварзин Г.А. Эволюция прокариотной биосферы. Микробы в круговороте жизни: 120 лет спустя: Чтения имени С.Н. Виноградского. М.: «МАКС Пресс». 2011
  5. Степанов А.Л. Микробная трансформация парниковых газов в почвах. М.: «ГЕОС». 2011
  6. Куликов Н. И., Ножевникова А.Н., Зубов Г.М. и др. Очистка муниципальных сточных вод с повторным использованием воды и обработанных осадков. М.: «Логос». 2014
  7. Троценко Ю.А., Доронина Н.В., Торгонская М.Л. Аэробные метилобактерии. Пущино: «ОНТИ ПНЦ РАН». 2010
  8. Троценко Ю.А., Хмеленина В.Н. Экстремофильные метанотрофы. Пущино: «ОНТИ ПНЦ РАН». 2008
  9. Каравайко Г.М., Росси Дж., Агате А., Грудев С., Авакян З.А. Биогеотехнология металлов. М.: «Центр международных проектов ГКНТ». 1989
  10. Заварзин Г.А. Становление биосферы. Вестник РАН. 2001. Т. 71. № 11
  11. Хижняк Т.В. Бактериальная трансформация и иммобилизация тяжелых металлов и радионуклидов. Диссертация доктора биологических наук. 2013

 

Метаболическая активность почвенных экосистем (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор Н.А. Манучарова

Курс посвящен изучению специфики устойчивости и развития метаболически активных гидролитических прокариотных комплексов в наземных экосистемах, установлению закономерности их распространения в биогеоценозах и  зависимости функциональной активности от основных экологических факторов (влажности, температуры, присутствия метаболизируемого субстрата). На основе экофизиологических критериев обсуждается  функциональная значимость гидролитических прокариотных микробных комплексов в наземных экосистемах, степень толерантности исследуемых микробных комплексов  к экстремальным параметрам экологических факторов; новая функциональная активность актиномицетов в гидролитическом прокариотном комплексе: их контролирующее влияние на уровень дыхания комплекса в широком диапазоне параметров (влажности, поступления органического вещества, сукцессионного времени). Изучаются принципы и методические аспекты применения модифицированного флюоресцентномикроскопического метода анализа гибридизации клеток in situ (FISH) для определения филогенетического положения метаболически активных гидролитических прокариот вертикальных ярусов наземных экосистем — почвенного, наземного (подстилка) и надземного (филлосфера). Возможность классификации и биодиагностики образцов наземных экосистем по структурному показателю микробного комплекса, в том числе по его гидролитической составляющей.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Тема 1. Синтез и микробная трансформация биополимеров в природе.

Тема 2. Закономерности распространения гидролитических (хитинолитических и пектинолитических) комплексов в наземных экосистемах различных биоклиматических зон.

Тема 3. Воздействие экологических факторов на структуру и функциональную деятельность почвенных гидролитических микробных комплексов.

Тема 4. Филогенетическое разнообразие гидролитических прокариотных комплексов в пространственно-сукцессионном ряду наземных экосистем.

Тема 5. Разложение биополимеров (хитина и пектина) почвенными гидролитическими микробными комплексами.

Тема 6. Молекулярно-генетическая детекция продуцентов хитиназ в почвенных системах.

Тема 7. Молекулярно-биологический анализ компонентного состава гидролитических бактериальных комплексов почв, развивающихся при различных значениях влажности и температуры.

Основная литература:

  1. Манучарова Н.А. Гидролитические прокариотные комплексы наземных экосистем. М.: «Университетская книга». 2014
  2. Manucharova N.A. Ecophysiology of hydrolytical microbial communities in terrestrial ecosystems. M.: «University book». 2014
  3. Степанов А.Л., Манучарова Н.А. Образование и поглощение парниковых газов в почвенных агрегатах. Учебное пособие. М.: «Издательство МГУ». 2006

Дополнительная литература:

  1. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: «Изд-во Московского университета». 1987
  2. Бухарин О.В., Гинцбург А.Л., Романова Ю.М., Эль-Регистан Г.И. Механизмы выживания бактерий. М.: «Медицина». 2005

 

Основные принципы биологической систематики (36 часов)

Авторы: д.б.н., профессор И.Ю. Чернов, д.б.н. О.Е. Марфенина,

к.б.н. А.В. Качалкин, к.б.н. А.Е. Иванова, д.б.н., профессор Л.В. Лысак

Курс знакомит студентов с биологической систематикой, как необходимой частью экологических исследований. Даются представления о современных направлениях и методологии систематических построений. В течение курса изучаются основные подходы, используемые в систематике, в историческом аспекте рассматривается возникновение и развитие таксономической, нумерической, филогенетической систематики, анализируются современные приемы геносистематики и кладистики. Рассматриваются представления о биологическом виде, возможных формах видообразования организмов, сложности понятия вида у микроорганизмов. Даются представления о правилах номенклатуры, таксономии, формировании коллекций микроорганизмов, применении на практике знаний по систематике.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Общие понятия в систематике.

Тема 1. Роль систематики в биологии

Тема 2. Общие понятия в систематике.

Раздел 2. Учение о виде.

Тема 3. Многогранность понятия вида.

Тема 4. Видообразование.

Тема 5. Проблема вида у микроорганизмов.

Раздел 3. Методология и основные направления систематики.

Тема 6. Основные направления систематики в историческом аспекте.

Тема 7. Современные подходы в систематике.

Тема 8. Современные подходы к систематике прокариот и эукариотных микроорганизмов (грибы и дрожжи).

Раздел 4. Биологическая номенклатура.

Тема 9. Номенклатура до и после Линнея.

Раздел 5. Идентификация, описание новых таксонов, коллекции и банки микроорганизмов.

Тема 10. Принципы идентификации.

Тема 11. Таксономические публикации.

Тема 12. Коллекции и банки данных.

Основная литература:

  1. Любарский Г.Ю., Павлинов И.Я. Биологическая систематика: Эволюция идей. М.: «Товарищество научных изданий КМК». 2011.
  2. Павлинов И.Я. Кладистический анализ. М.: «Изд-во МГУ». 1990.
  3. Заварзин Г.А. Фенотипическая систематика бактерий. Пространство логических возможностей. М.: «Наука». 1974.

Дополнительная литература:

  1. Павлинов И.Я. Основные подходы в биологической систематике. Электронная газета «Биология». 2010. Т. 17.
  2. Шаталкин А.И. Биологическая систематика. М.: «Изд-во Моск. ун-та». 1988
  3. Татаринов Л.П. Кладистический анализ и филогенетика. Обзор "Эволюция и систематика". Палеонтологический журнал. 1984. № 3.
  4. Ботаника. Курс альгологии и микологии (систематика, таксономия) (под ред. Ю.Т. Дьяков). М.: «Изд-во МГУ». 2007.

 

Роль микроорганизмов в глобальных биосферных процессах (на английском языке) (36 часов)

Автор: д.б.н., профессор А.Л. Степанов

Курс знакомит студентов с условиями микробного образования и поглощения парниковых газов в процессе сельскохозяйственной эксплуатации земель, ролью микроорганизмов в формировании и поддержании современного  состава атмосферы, причинами развития парникового эффекта и глобальных климатических аномалий в результате антропогенных воздействий. Подробно рассматривается физиология и экология микроорганизмов осуществляющих процессы образования и поглощения парниковых газов в почвах. Проводится оценка роли микроорганизмов в обеспечении почвенного плодородия, снижении масштабов эмиссии парниковых газов в сельском хозяйстве, а также практическом использовании микроорганизмов в современной агробиотехнологии.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Роль микроорганизмов в биосферных процессах.

Раздел 2. Микробные процессы трансформации парниковых газов.

Раздел 3. Биологический цикл азота.

Раздел 4. Глобальный бюджет парниковых газов.

Основная литература:

  1. Степанов А.Л. Микробная трансформация парниковых газов в почвах. М.: «ГЕОС». 2011
  2. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробная трансформация азота в почвах. М.: «ГЕОС». 2007

 

Современные методы экосистемного мониторинга (36 часов)

Автор: к.б.н. И.В. Евдокимов

Курс предназначен для изучения основных современных химических, физико-химических и физических инструментальных методов, предназначенных для: а) качественной оценки устойчивости экосистемы почвы и структуры почвенной биоты как важнейшей составляющей; б) количественных определений почвенной микробной биомассы как важнейшего индекса здоровья почвы; в) визуализации микробных колоний и пространственного распределения ферментативной активности в “hot spots” - ризосфере, дрилосфере, детритосфере, биопорах; г) оценки пространственного распределения биофильных и микроэлементов на внутриклеточном уровне; д)измерений концентрации СО2 и других парниковых газов в воздухе; д) оценки эмиссии СО2 и других парниковых газов с поверхности почвы; е) определения изотопного состава парниковых газов и биомассы почвенных микроорганизмов; ж) оценки потоков биофильных элементов с использованием метода стабильных изотопов (SIP). Магистранты научатся: а) выбирать оптимальные комбинации методов экологического мониторинга в соответствии с целями исследования; б) готовить полученные экспериментальные/литературные данные для презентаций.

Содержание дисциплины по темам:

Раздел 1. Методы определения структуры микробного сообщества и микробной биомассы в почве.

Тема 1. Классификация методов почвенной микробиологии и экологии.

Тема 2. Методы определения структуры микробного сообщества в почве, основанные на реакции ПЦР.

Тема 3. Прочие методы определения биоразнообразия почвенного микробного сообщества.

Тема 4. Биоцидные методы определения микробной биомассы в почве.

Тема 5. Методы, основанные на мониторинге дыхательного отклика микробного сообщества.

Раздел 2. Мониторинг глобальных изменений климата и круговорота парниковых газов в наземных экосистемах.

Тема 1. Глобальные изменения климата.

Тема 2. Методы мониторинга концентраций СО2 и других парниковых газов в воздухе.

Тема 3. Методы мониторинга потоков СО2 и других парниковых газов с почвенной поверхности.

Тема 4. Неизотопные методы раздельного определения корневого и микробного дыхания.

Тема 5. Изотопные методы раздельного определения корневого и микробного дыхания.

Раздел 3. Методы, применяемые при изучении экосистемы ризосферы.

Тема 1. Понятие о “hot spots” и ризосфере.

Тема 2. Методы визуализации ризосферы и “hot spots”.

Тема 3. Особенности использования изотопов 13С и 14С при изучении экосистемы ризосферы.

Раздел 4. Прочие методы экосистемного мониторинга.

Тема 1. Молекулярно-биологические методы экосистемного мониторинга.

Тема 2. Масс-спектрометрические методы.

Тема 3. Методы определения структуры почвенного органического вещества (ПОВ).

Тема 4. Мониторинговые манипуляционные эксперименты.

Основная литература:

  1. Soil microbiology, ecology, and biochemistry 3d. ed. (ed. E. Paul). Elsevier. 2007. 532 p.
  2. Modern soil microbiology 2nd ed. (ed. J.D. van Elsas, J.K. Jansson, J.T. Trevors). CRC Press (Taylor &Francis Group). 2006. 646 p.

Дополнительная литература:

  1. E.A. Davidson, I.A. Janssens. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change. Nature. 2006. V. 440. P. 165-173
  2. N.S. Panikov, P.W. Flanagan, W.C. Oechel, M.A. Mastepanov, T.R. Christensen. Microbial activity in soils frozen to below -39oC. Soil Biology & Biochemistry. 2006. V. 38. P. 785–794
  3. N.P. Gurwick, L. A. Moore, C. Kelly, P. Elias. A Systematic Review of Biochar Research, with a Focus on Its Stability in situ and Its Promise as a Climate Mitigation Strategy. PLoS ONE. 2013. V. 8. 9
  4. C.C. Cleveland, D. Liptzin. C:N:P stoichiometry in soil: is there a “Redfield ratio” for the microbial biomass? Biogeochemistry. 2007. V. 85. P. 235-252
  5. M. F. Cotrufo, M D. Wallenstein, C. M. Boot, K. Denef, E. Paul. The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter? Global Change Biology. 2013. doi: 10.1111/gcb.12113
  6. M. von Lutzow, I. Kogel-Knabner, K. Ekschmitt, H. Flessa, G. Guggenberger, E. Matzner, Bernd Marschner. Review SOM fractionation methods: Relevance to functional pools and to stabilization mechanisms. Soil Biology & Biochemistry. 2007. V. 39. P. 2183–2207
  7. K.M. Docherty, J.L.M. Gutknecht. The role of environmental microorganisms in ecosystem responses to global change: current state of research and future outlooks. Biogeochemistry. 2011. DOI 10.1007/s10533-011-9614-y
  8. A. Miltner, P. Bombach, B. Schmidt-Brucken, M. Kastner. SOM genesis: microbial biomass as a significant source. Biogeochemistry. 2011. DOI 10.1007/s10533-011-9658-z
  9. C.E. Prescott. Litter decomposition: what controls it and how can we alter it to sequester more carbon in forest soils? Biogeochemistry. 2010. V. 101. P. 133–149
  10. J. Sardans, A. Rivas-Ubach, J. Pe˜nuelas. Review The C:N:P stoichiometry of organisms and ecosystems in a changing world: A review and perspectives. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. 2012. V. 14. P. 33– 47
  11. Y. Kuzyakov, E. Blagodatskaya. Microbial hotspots and hot moments in soil: Concept & review. 2015. Soil Biology & Biochemistry. V. 85. P. 184-199
  12. Michael W. I. Schmidt, M. S. Torn, S. Abiven et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property. 2012. Nature. DOI: http://dx.doi.org/DOI: 10.1038/nature10386
  13. A. Hartmann, M. Rothballer, M. Schmid. Lorenz Hiltner, a pioneer in rhizosphere microbial ecology and soil bacteriology research. Frontiers in Microbiology. 2008. V. 312. P. 7–14

 

Экологическая биотехнология (24 часа)

Автор: д.б.н., профессор А.В. Кураков

Курс знакомит студентов с современным состоянием научных исследований и сферами практического применения почвенных биотехнологий. Дает представление о подходах к экспериментальным исследованиям при разработке биотехнологий, получению биологических препаратов и их использованию в сельском хозяйстве, а также методах переработки отходов и решения других задач охраны окружающей среды. Развивает навыки критического анализа и поиска оптимальных почвенных биотехнологий.

Содержание дисциплины по разделам и темам:

Раздел 1. Основные задачи и история биотехнологии, биотехнологические производства.

Тема 1. Введение.

Тема 2. Процессы и аппараты биотехнологических производств.

Раздел 2. Почвенные биотехнологии в земледелии. Микробные препараты, повышающие плодородие почв и продуктивность растений.

Раздел 3. Бактериальные препараты, фиторегуляторы и микоризные грибы в растениеводстве и лесном хозяйстве.

Тема 1. Фитогормоны, синтетические и микробные регуляторы роста растений.

Тема 2. Применение микоризных и эндотрофных грибов в растениеводстве.

Раздел 4. Биотехнологии защиты растений от вредителей.

Раздел 5. Биотехнологии защиты растений от болезней и сорняков. Трансгенные микроорганизмы и растения.

Раздел 6. Переработка отходов и растительного сырья для получения пищевых и кормовых продуктов, биотоплива.

Тема 1. Получение биомассы на органических отходах и выбросах диоксида углерода.

Тема 2. Биотопливо.

Раздел 7. Биологическая переработка жидких отходов и сточных вод. Биологическая обработка органических отходов.

Раздел 8. Биологическая переработка твердых отходов.

Раздел 9. Биотехнологии контроля загрязнения объектов окружающей среды и сельскохозяйственной продукции. Токсикологическое и экологическое нормирование. Законодательные и эколого-экономические механизмы реализации природоохранных мероприятий.

Раздел 10. Биоремедиация загрязненных почв и водоемов (общие принципы).

Тема 1 Биотехнологии очистки нефтезагрязненных почв и водоемов.

Тема 2. Биотехнологии очистки сточных вод, водоемов и почв от тяжелых металлов.

Тема 3. Биоремедиация почв и водоемов, загрязненных синтетическими органическими соединениями.

Раздел 11. Биотехнологии добычи металлов, очистки газовоздушных выбросов, биостойкость и биоразлагаемость пластиков

Тема 1. Микробные технологии, используемые для добычи металлов и предотвращении загрязнения окружающей среды при таких производствах.

Тема 2. Биологическая очистка газообразных выбросов предприятий.

Тема 3. Биоповреждения материалов, сооружений и подземных коммуникаций и способы их защиты.

Тема 4. Биоразлагаемые пластики.

Раздел 12. Коммерциализация инновационных биотехнологий.

Основная литература:

  1. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б., Лушников С.В., Энгельгарт М., Вайссер Т., Чеботаева М.В. Прикладная экобиотехнология: учебное пособие в 2-х томах. М.: «БИНОМ. Лаборатория знаний». 2010
  2. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. М.: «Мир». 2006
  3. Волова Т.Г. Биотехнология. Н.: «Изд-во Сибирского отделения РАН». 1999
  4. Биотехнология биологически активных веществ. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений (под ред. И.М. Грачевой и Л.А. Ивановой). М.: «НПО "Элевар"». 2006
  5. Экологическая биотехнология (под ред. К.Ф. Фостера и Д.А.Дж. Вейза). Л.: «Химия». 1990
  6. Промышленная микробиология (под ред. Н.С. Егорова). М.: «Высшая школа». 1989
  7. Биотехнология. Принципы и применение (пер. с англ.) (под ред. И.          Хиггинса, Д. Беста и Дж. Джонса). М.: «Мир». 1988
  8. Шевелуха В.С., Калашникова Е.А., Воронин Е.С. и др. Сельскохозяйственная биотехнология: Учебник для вузов (под ред. В.С. Шевелухи). М.: «Высшая школа». 2003
  9. Нетрусов А.И., Бонч-Осмоловская Е.А., Горленко В.М. и др. Экология микроорганизмов: Учебник для студенческих вузов (под ред. А.И. Нетрусова). М.: «Издательский центр "Академия"». 2004
  10. Lynch M. Soil Biotechnology: microbiological factors in crop productivity. Oxford: «Blackwell Scientific Publ. LTD». 1983
  11. Гапонов К.П. Процессы и аппараты микробиологических производств. М.: «Легкая и пищевая промышленность». 1981

Дополнительная литература:

  1. Биотехнология в 8 тт. (под ред. Н.С. Егорова и В.Д. Самуилова). М.: «Высшая школа». 1987
  2. Елинов Н.П. Основы биотехнологии. Для студентов институтов, аспирантов и практических работников. СПб.: «Наука». 1995
  3. Штерншис М.В., Джалилов Ф.С.-У., Андреева И.В., Томилова О.Г. Биологическая защита растений (под ред. М.В. Штерншиса). М.: «Колос». 2004
  4. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. М.: «Колос». 1993
  5. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: «Изд-во МГУ». 2005
  6. Микроорганизмы и охрана почв (под ред. Д.Г. Звягинцева). М.: «Изд-во МГУ». 1989
  7. Кураков А.В., Ильинский В.В., Котелевцев С.В., Садчиков А.П. Биоиндикация и реабилитация экосистем при нефтяных загрязнениях (под ред. А.П. Садчикова и С.В. Котелевцева). М.: «Графикон». 2006
  8. Андреюк Е.И., Билай В.И., Коваль Э.З., Козлова И.А. Микробная коррозия и ее возбудители. К.: «Наукова думка». 1980
  9. Ильичев В.Д., Бочаров Б.В., Анисимов А.А. и др. Биоповреждения (под ред. В.Д. Ильичева). М.: «Высшая школа». 1987
  10. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. В 2-х частях. М.: «Мир». 1989
  11. Каравайко Г.А. Микробиологические процессы выщелачивания металлов из руд. М.: «Центр междунар. проектов ГКНТ». 1988
  12. Карасевич Ю.Н. Основы селекции микроорганизмов, утилизирующих синтетические органические соединения. М.: «Наука». 1982
  13. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. М.: «Стройиздат». 1983
  14. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н. и др. Биологическая очистка производственных сточных вод: Процессы, аппараты и сооружения. М.: «Стройиздат». 1985
  15. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод активным илом. М.: «Наука». 1979
  16. Винаров А.Ю., Садыров О.А., Лобанов Ф.И. Очистка и дезодорация промышленных газов с помощью микроорганизмов. Итоги науки и техники. Серия «Биотехнология». Т.  27. М.: «Издательство ВИНИТИ АН СССР». 1989

 

Младший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Контактная информация:

e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

телефон рабочий: 8 (495) 939-31-79

Почвенный стационар МГУ, ком. 49

 

Окончил факультет почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова в 2014 году. В 2019 году защитил кандидатскую диссертацию на тему «Жизнеспособность природных микробных сообществ в условиях моделирования параметров инопланетных грунтов и открытого космоса». Область научных интересов: астробиология, экстремотолерантность, экология микроорганизмов экстремальных местообитаний, радиорезистентность, устойчивость биомаркеров во внеземных условиях. Автор более 80 научных публикаций, в том числе 18 статей в журналах, индексируемых WoS/Scopus.

Основные публикации:

V. Cheptsov, A. Belov, O. Soloveva, E. Vorobyova, G. Osipov, N. Manucharova, and M. Gorlenko. Survival and growth of soil microbial communities under influence of sodium perchlorates. International Journal of Astrobiology, p. 1–12, 2020. DOI: 10.1017/S1473550420000312

A. A. Belov, V. S. Cheptsov, N. A. Manucharova, and Z. S. Ezhelev. Bacterial communities of Novaya Zemlya archipelago ice and permafrost. Geosciences, 10(2):1–27, 2020. DOI: 10.3390/geosciences10020067

V. S. Cheptsov, S. I. Tsypina, N. V. Minaev, V. I. Yusupov, and B. N. Chichkov. New microorganism isolation techniques with emphasis on laser printing. International Journal of Bioprinting, 5(1):165, 2019. DOI: 10.18063/ijb.v5i1.165

A. Pavlov, V. Cheptsov, D. Tsurkov, V. Lomasov, D. Frolov, and G. Vasiliev. Survival of radioresistant bacteria on Europa’s surface after pulse ejection of subsurface ocean water. Geosciences, 9(1):9, 2019. DOI: 10.3390/geosciences9010009

M. V. Gorlenko, E. A. Chutko, E. S. Churbanova, N. V. Minaev, K. I. Kachesov, L. V. Lysak, S. A. Evlashin, V. S. Cheptsov, A. O. Rybaltovskiy, V. I. Yusupov, V. S. Zhigarkov, G. A. Davydova, B. N. Chichkov, and V. N. Bagratashvili. Laser microsampling of soil microbial community. Journal of Biological Engineering, 12:27, 2018. DOI: 10.1186/s13036-018-0117-4

V. Cheptsov, E. Vorobyova, A. Belov, A. Pavlov, D. Tsurkov, V. Lomasov, and S. Bulat. Survivability of soil and permafrost microbial communities after irradiation with accelerated electrons under simulated Martian and open space conditions. Geosciences, 8(8):298, 2018. DOI: 10.3390/geosciences8080298

V. S. Cheptsov, E. A. Vorobyova, N. A. Manucharova, M. V. Gorlenko, A. K. Pavlov, M. A. Vdovina, V. N. Lomasov, and S. A. Bulat. 100 kgy gamma-affected microbial communities within the ancient arctic permafrost under simulated martian conditions. Extremophiles, 21(6):1057–1067, 2017. DOI: 10.1007/s00792-017-0966-7

Профиль в системе ИСТИНА

Профиль в системе Google Scholar