Приглашаем всех, кто желает познать тайны

Приглашаем всех, кто желает познать тайны жизнедеятельности
растений и защитить их от неблагоприятных факторов окружающей среды,
на нашу кафедру.Физиология растений – это наука, которая изучает
основные физиологические процессы растений (фотосинтез, дыхание,
питание, рост и развитие, устойчивость) и их взаимосвязь с внешними
условиями, то есть еѐ можно назвать наукой о функциональной активности
растений.
Открытие кафедры физиологии растений и микробиологии состоялось
в 1932 году и связано с именем выдающегося физиолога растений,
заслуженного деятеля науки РСФСР и ТАССР, доктора биологических наук,
профессора Алексея Михайловича Алексеева, который является основателем
широко известной Казанской школы водного режима растений (школа
А.М. Алексеева). Кафедра относится к числу старейших классических
фундаментальных кафедр университета. В 1969 году от неѐ отделилась
кафедра микробиологии. Основной профиль подготовки специалистов экологическая физиология и биохимия растений. С 2001 года впервые среди
университетов России начата подготовка специалистов по биотехнологии
растений. В 2011 году кафедра переименована в кафедру физиологии и
биохимии растений. Современной научной и учебной базой кафедры
является Казанский институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН, где
студентами кафедры ежегодно выполняются курсовые и дипломные работы,
многие выпускники поступают в аспирантуру института и продолжают там
работать. Кафедра постоянно активно сотрудничает с другими
академическими и отраслевыми учреждениями и вузами России - ТатНИИ
сельского хозяйства РАСХН, Институтом природных систем и
недропользования, Академией наук Республики Татарстан, Казанским
аграрным университетом, МГУ, Пущинским научным центром, Институтом
физиологии растений РАН (г. Москва) и др., а также с рядом зарубежных
университетов (Финляндия, Германия, Бельгия, Польша).
История кафедры
Зарождение физиологии растений в Императорском Казанском
университете относится к 70-м годам 19 столетия и связано с именем
профессора Н.Ф. Леваковского. В это время в университете происходило
формирование основных направлений по биологии. Специализированной
кафедры физиологии растений ещѐ не было, поэтому все физиологические
работы были сосредоточены на кафедре ботаники. Н.Ф. Леваковский,
исследуя взаимоотношения растений в природе, влияние внешних условий
(влажности почвы, света, температуры) на морфологию, рост и развитие
растений, положил начало экспериментальной морфологии и экологической
физиологии растений. Вместе с Н.Ф. Леваковским работали Е.Ф.Вотчал,
который изучал механизмы передвижения воды по сосудистой системе
растений, и В.А. Ротерт, впервые доказавший наличие у растений
чувствительности и способности к ростовым движениям (фото- и
геотропизм). Знаменательным событием стала защита в стенах Казанского
университета крупнейшим физиологом растений в 1901 году магистерской
диссертации «Физико- химическое строений хлорофильного зерна», в
которой он описал разработанный им метод адсорбционной хроматографии,
с помощью которого обнаружил и разделил два хлорофилла «а» и «б» и
желтые пигменты. Это выдающиеся открытие в дальнейшем значительно
ускорило изучение растительных пигментов и фотосинтеза и получило
широчайшее применение в химии, биологии, медицине и различных отраслях
промышленности. Лишь посмертно М.С. Цвет был признан подлинным
основателем хроматографии (Сенченкова Е.М. М.С. Цвет – создатель
хроматографии, 1997). Основополагающее влияние на развитие физиологии
растений в Казанском университете оказал В.В. Лепешкин, стоявший у
истоков отечественной физико-химической биологии. За годы работы в
университете в должности профессора кафедры ботаники и заведующего
ботанической лаборатории (1910-1921гг.) он обосновал учение о коллоиднохимическом строении протоплазмы растительных клеток, которое
способствовало появлению нового физико-химического направления не
только в физиологии растений, но и в других биологических науках. В силу
сложившихся обстоятельств в 1921 году В.В. Лепешкин эмигрирует за
границу, где по-прежнему в центре его внимания – коллоидное состояние тел
как основа жизни, организм с точки зрения химии и физики и даже
возможности искусственного создания протоплазмы (Kolloidchemische des
Protoplasms.-Berlin: Springer, 1924. 228 s.). За свою плодотворную творческую
деятельность за рубежом он получает заслуженное признание как одного из
крупнейших представителей физико-химического направления в биологии.
Открытие в университете кафедры физиологии растений и
микробиологии состоялось в 1932 году на базе Ботанической лаборатории.
Бессменным заведующим кафедрой в течение почти 40 лет (1932-1971) был
заслуженный деятель науки РСФСР и ТАССР, профессор Алексей
Михайлович Алексеев, который прославился своими трудами в области
водного режима растений. Он родился в Казани, в семье учителя. Среднее
образование получил в 3-й Казанской мужской гимназии, а высшее – в
Казанском университете (1912-1917 гг.), закончив естественное отделение
физико-математического факультета. Был оставлен профессорским
стипендиатом и под руководством своего учителя профессора В.В.
Лепешкина стал заниматься изучением осмотических свойств и
проницаемости протоплазмы (1921-1925 гг.). Эти работы относятся к числу
первых
отечественных
исследований
физико-химических
свойств
растительных клеток. Именно огромным влиянием В.В. Лепешкина
объясняется тот факт, что все научные труды А.М. Алексеева и его учеников
базируется на физико-химическом подходе к изучению физиологических
процессов.
Всю свою последующую многолетнюю творческую деятельность А.М.
Алексеев
посвятил
разработке
теоретических
основ
водного
режима растений. Исследуя его связь с обменом веществ, продуктивностью
растений и условиями среды, открыл ранее неизвестные физиологические
закономерности действия засухи на растения («Физиологические основы
влияния засухи на растения», 1938 г., докторская диссертация), что явилось
важным вкладом в проблему засухоустойчивости растений. К приоритетным
достижениям мирового уровня относится создание А.М. Алексеевым учения
о термодинамике водного режима растений и введение в физиологию
растений новых показателей энергетического состояния клеточной воды активности и парциального химического потенциала. Концепцию
физиологической роли термодинамических свойств воды А.М. Алексеев
описал в своей знаменитой классической монографии «Водный режим
растения и влияние на него засухи» (Казань, 1948), за которую ему была
присуждена первая премия КГУ и медаль Всесоюзной с/х выставки (1955).
Постоянно связывал результаты своих исследований с решением насущных
задач практического растениеводства. Уже в 50-е годы в своих трудах в связи
с часто повторяющимися засухами и большими потерями урожая он
обращал внимание на необходимость организации в Татарстане системы
орошаемого земледелия, что является в настоящее время одной из
актуальных задач растениеводства РТ. Важным событием явилось освоение и
применение аспирантом кафедры И.А. Тарчевским (научный руководитель проф. А.М. Алексеев) нового метода меченых атомов - радиоактивного
углерода для изучения влияния засухи на фотосинтетический метаболизм
углерода (1956-1958 гг.). Это явилось прологом для открытия нового пути
углеродного метаболизма С4 - фотосинтеза, сделанного на кафедре Ю.С.
Карпиловым (1959-1960 гг.). За расшифровку биохимических реакций этого
пути, спустя несколько лет, австралийские ученые Хетч и Слэк получили
Нобелевскую премию. Однако первооткрывателем С4-фотосинтеза считается
Ю. С. Карпилов.
В 60-е годы А.М. Алексеев обосновывает новое представление о
водном режиме как важном ингредиенте обмена веществ и структуры
протоплазмы растительных клеток и о необходимости более углубленного
изучения водообмена растений на молекулярном уровне с помощью
физических методов, прежде всего ЯМР. К этим работам подключились
многие физики - В.Д. Корепанов, Н.А. Мальцев, Л.А. Абецедарская, В.Д.
Федотов, впоследствии - В.Я. Волков, А.В. Анисимов, Г.А. Великанов и др.,
что привело к появлению нового биофизического направления в области
водного обмена растений. А.М. Алексеевым подготовлено 3 доктора и более
20 кандидатов наук, опубликовано около 90 научных трудов, в том числе 3
монографии.
В 50-60-е годы сформировалась Казанская школа физиологов растений
- исследователей водного режима растений, получившая широкую
известность как школа профессора А.М. Алексеева и статус ведущей школы
водного обмена растений в нашей стране. За время существования школы
было подготовлено 11 докторов (из них 4 доктора по кафедре – И.Г.
Сулейманов, И.А. Тарчевский, Л.П. Хохлова, О.А. Тимофеева) и более 100
кандидатов наук, опубликовано около 40 монографий и тематических
сборников, сотни статей в отечественных и зарубежных изданиях. В
настоящее время эта школа называется Казанской школой физиологов и
биохимиков растений и еѐ возглавляет выпускник кафедры, академик РАН
И.А. Тарчевский. И.А. Тарчевский, пройдя путь на кафедре от студента до
профессора, был инициатором открытия кафедры биохимии (1965 г.) и еѐ
заведующим, а впоследствии - директором Казанского института биологии
КФ АН СССР (1975-1992 гг.). На этапе 70-80 годов учениками и
последователями А.М. Алексеева – проф. И.Г. Сулеймановым, доц. Г.И.
Пахомовой, проф. В.Е. Петровым, проф. Л.П. Хохловой, доц. С.Н. Черезовым
на кафедре развивалось и углублялось традиционное для Казанской школы
фитофизиологов направление - выяснение механизмов адаптации и
устойчивости растений к экстремальным условиям окружающей среды с
использованием новых методических подходов и современных методов –
низкотемпературной и дифференциальной микрокалориметрии, ЯМР с
импульсным градиентом магнитного поля, ИК - спектроскопии и др.
Публикуется множество статей по фотоэнергетике, дыханию, водному
обмену, химическому составу биосистем разной степени сложности – целые
органы, клетки, органеллы (митохондрии и хлоропласты), мембраны, что
позволило воссоздать наиболее целостную картину интеграции и регуляции
физиологических процессов в системе целого растения в экстремальных
условиях окружающей среды. Идеи и концепции А.М. Алексеева о состоянии
и физиологической уникальности клеточной воды по- прежнему являются
актуальными и значимыми не только для физиологии растений, но и всей
биологии клетки.
В 1988 году при
кафедре организуется первая научноисследовательская лаборатория регуляторов роста и устойчивости растений
(НИЛ РУР), научным руководителем которой становится проф. Л.П.
Хохлова. В содружестве со многими учреждениями сельскохозяйственного
профиля в лаборатории были развернуты работы по выяснению механизмов
действия и практическому применению новых биологических и
синтетических регуляторов роста в сельском хозяйстве, что способствовало
активизации исследований по сельскохозяйственной физиологии и
сближению с растениеводством. В начале 90-х годов по инициативе проф.
Л.П. Хохловой на кафедре возникло новое направление в мало
разработанной области клеточной физиологии - физико-химическая
организация цитоскелета и его роль в формировании термоадптивного
потенциала растений. На основе результатов этих работ впервые обосновано
представление о цитоскелете как важнейшей сенсорной структуре
растительных клеток и разработана новая цитоскелетная диагностика стресс устойчивости растений. Исследования проводилась по десяти грантам и по
шести совместным международным проектам, сотрудникам кафедры – Л.П.
Хохловой, О.А. Тимофеевой, О.В. Олиневич была присуждена престижная
именная премия Академии наук РТ имени В.А. Энгельгардта. По этому
направлению защищена докторская (О.А. Тимофеева) и шесть кандидатских
диссертаций.
В настоящее время научные работы на кафедре ведутся в области
клеточной, биохимической и молекулярной физиологии растений и
посвящены выяснению в системе целого растительного организма роли
мембран, синтеза стрессовых и рецепторных белков, экспрессии стрессзависимых генов, поиску и идентификации молекулярных маркеров
устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды – низким и
высоким температурам, водному дефициту, засухе, патогенам и тяжелым
металлам. Используются современные методы и аппаратура: газометрия,
ЯМР, иммунофлуоресценция, электрофорез, молекулярно-генетический
анализ, адсорбционная спектрометрия, кондуктометрия и др.