Лаборатория физико-химической биологии древесных растений
06.06.2018 г.

На основе междисциплинарного подхода исследуются воздействие экзо- и эндогенных факторов на продуктивность древесных растений, оцениваемой по камбиальной активности и формированию годичного слоя древесины; физико-химические свойства древесины. Разрабатываются новые способы определения физиологического состояния и оценки уровня устойчивости лесных фитоценозов в изменяющихся условиях.
Основные направления
- В настоящее время научная тематика лаборатории, включающая в себя химический и физиолого-биохимический аспекты исследования древесных растений, интегрирована в базовый проект «Ксилогенез основных лесообразующих пород Сибири: инвариантность и изменчивость метаболизма, физико-химических показателей и анатомического строения древесины в изменяющихся условиях внешней среды».
Основные достижения
- Исследован обмен углеводов, азотсодержащих и фенольных соединений, органических кислот в ассимилирующих и запасающих тканях. В камбиальной зоне исследован гормональный статус и динамика активности ферментов, участвующих в формировании структурных элементов клеточной стенки в связи с периодичностью роста.
- Изучены закономерности образования и морфогенеза элементов годичного кольца древесины, влияние внешних факторов на отдельные стадии морфогенеза трахеид хвойных, субстратное обеспечение процесса роста и развития трахеид.
- Установлено влияние жесткой внутривидовой конкуренции в насаждениях разной густоты и искусственной дефолиации, имитирующей повреждение насекомыми, на рост, метаболизм и активность работы системы антиоксидантной защиты в тканях хвойных.
- Разработаны новые теоретические подходы к изучению системы древесина - низкомолекулярное вещество.
- Впервые установлены достоверные различия в спектральных характеристиках, отвечающих углеводной и ароматической частям ранней и поздней древесины разных лет образования, которые характеризуют степень кристалличности целлюлозы и состояние связанной воды. Установлено, что температура воздуха мая – августа оказывает заметное влияние на полимерный состав при синтезе клеточных стенок как ранней, так и поздней древесины; осадки – только ранней древесины.
- На основе массива данных термогравиметрии и дифференциальной-сканирующей калориметрии рассчитаны кинетические параметры термодеструкции ранней и поздней древесины (Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.) годичных слоев, образованных при разных погодных условиях.
- Установлено, что при инвариантности соотношения целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина ранней и поздней древесины величина среднего значения эффективной энергии активации термического разложения существенно неодинакова. Обнаружены корреляционные связи между показателями термодеструкции древесины и средними значениями температуры воздуха, количества осадков соответствующих вегетационных периодов.
- Разработан ряд новых высокоэффективных способов извлечения комплекса экстрактивных веществ из коры хвойных пород Сибири с помощью бинарных и трехкомпонентных водно-органических систем экстрагентов.
- Предлагаемые варианты имеют существенные преимущества перед традиционными способами экстракции по суммарному выходу экстрактивных веществ, качественному составу экстрактов и «технологичности» процесса экстрагирования.
- Гидрофобизацией послеэкстракционного остатка получен поглотитель углеводородных масел и нефти, способный поглощать и удерживать до 4.5 кг(масла/нефти)/кг поглотителя.
- Результаты исследований коллектива опубликованы в ряде монографий и в многочисленных статьях в отечественных и зарубежных журналах. По некоторым разделам проекта (изучение стрессовых реакций хвойных в ответ на действие неблагоприятных факторов, взаимодействие древесины с физически активными низкомолекулярными веществами и др.) приоритет исследований в нашей стране принадлежит Институту леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.
Основные приборы и оборудование
- Спектрометр атомно-абсорбционный МГА-915МД (Россия)
- Рентгеновский кристалл дифракционный спектрометр «СПЕКТРОСКАН-МАКC-G» (Россия)
- Фотометр пламенный с компрессором PFP7 (Англия)
- ИК-Фурье спектрометр Vertex-80 (Германия)
- Автоматический спектрофотометр СФ-2000 (Россия)
- Хроматограф газовый с масс-спектрометрическим детектором, с парофазным пробоотборником и автосамплером Agilent Technologies 6890N/5975 (США).
- Жидкостный хроматограф (ВЭЖХ) Prominenc LC – 20 (Япония)
- Дифференциальный сканирующий калориметр теплового потока DSC 204 F-1 Phoenix (Германия)
- Темогравиметрическая система TG 209 F1 Iris® (Германия)
- Микроскоп электронный сканирующий TM-1000 с системой микроанализа (Япония).
- Комплект современного оборудования для пробоподговки: мельницы, экстракционная система EV6All/14 (Германия), высокопроизводительный роторный испаритель Hei-VAP Plug&Play Advantage 2 (США), роторные испарители (Россия), инфракрасная сушильная система «Sartorius» MA-30 (Германия), аналитические микровесы (Россия, Япония), шейкеры, вакуумная фильтровальная система (Германия), рефрижераторная центрифуга (Англия), рН-метры и др.
Основные методы
- атомно-абсорбционная спектрометрия;
- рентгенофлуоресцентная спектрометрия;
- пламенная фотометрия;
- ИК-Фурье спектроскопия;
- газо-жидкостная хроматография с масс-спектрометрией;
- высокоэффективная жидкостная хроматография;
- термогравиметрия;
- дифференциальная сканирующая калориметрия;
- растровая электронная микроскопия с элементным анализом.
Сотрудники
![]() |
Заведующий лабораторией Тютькова Екатерина Александровна кандидат биологических наук +7 (391) 249-44-69 katewood@inbox.ru |
Фотогалерея лаборатории
Поделиться: