Главная | Структура | Лаборатория прикладной биохимии

Лаборатория прикладной биохимии

Заведующий лабораторией – кандидат биологических наук, доцент, лауреат международной премии «Звезды содружества» Спиридович Елена Владимировна

Лаборатория биохимии и биотехнологии растений была создана в 2011 году и имела название лаборатории прикладной биохимии, входила в состав отдела биохимии и биотехнологии растений государственного научного учреждения «Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси» (Центральный ботанический сад НАН Беларуси) и является частью научной школы «Биохимия и биотехнология растений», заложенной в 1959 г. академиком А.С. Вечером в Институте экспериментальной ботаники АН БССР. С 1985 г. руководителем школы стал академик В.Н. Решетников, в последствии (с 1997 по 2009 гг.) возглавлявший Центральный ботанический сад НАН Беларуси. В 2025 г. переименована в лабораторию биохимии и биотехнологии растений. Основные вехи истории и перспективы развития изложены в брошюре [Решетников В. Н. и др. Научная школа "Биохимия и биотехнология растений": история и перспективы // Лаборатория. – 2021. – Т. 9. – №. 10. – С. 47.].

В 2025 г. в состав лаборатории биохимии и биотехнологии растений вошла лаборатория химии растений как тематическая группа, которую возглавляет главный научный сотрудник, Заслуженный деятель науки РБ, член- корреспондент НАН Беларуси, доктор биологических наук, профессор Жанна Александровна Рупасова.

Кадровый состав лаборатории – всего 16 сотрудников, из них 1 член- корреспондент, доктор биологических наук, профессор, 2 кандидата наук, 13 научных работников.

Основные направления научных исследований и научно-технической деятельности:

- Сохранение и оценка биологического разнообразия местной и интродуцированной флоры с использованием морфометрических, биохимических и генетических методов;
- Биохимия вторичных метаболитов и способы ее регуляции на уровне целого растения и в культуре in vitro;
- Получение суспензионных культур, основанных на культивировании растительных клеток в жидкой питательной среде при строго контролируемых условиях, как источник возобновляемого растительного сырья, способного к накоплению биологически активных веществ;
- Разработка эффективных фитопрепаратов, пищевых добавок и продуктов функционального питания на основе биологически активных веществ растения;
- Разработка научных основ сохранения, пополнения, изучения и управления биологическими ресурсами в коллекционных фондах Центрального ботанического сада НАН Беларуси, способов их устойчивого воспроизводства и рационального использования на примере коллекции асептических культур хозяйственно-полезных растений Центрального ботанического сада НАН Беларуси (свидетельство Минприроды № 29) и коллекции «Растения аквафлоры Беларуси» (свидетельство Минприроды № 60).

Направления инновационной деятельности и предоставляемые услуги:

- Разработка системы модульного вертикального озеленения с ассортиментом декоративных, в т.ч. пряно-ароматических и пищевых растений для внутреннего и внешнего использования;
- Разработка и научное сопровождение технологий клонального микроразмножения видов и сортов рода Сирень (Syringa L.), рода Цитрус (Citrus L.), рода Павловния (Paulownia L.), рода Катальпа (Сatalpa L.), рода Шелковица (Morus L.), спиреи японской (Spiraea japonica), каллистемона лимонного (Melaleuca citrina (Curtis) Dum.Cours.) и др., реализация саженцев согласно прейскуранту Центрального ботанического сада НАН Беларуси;
- Разработка биотехнологических приемов культивирования и размножения отдельных декоративных форм гидрофитов и гидатофитов для акваскейпинга: альтернантера Рейнеке 'Мини' (Alternanthera Reineckii 'Mini'), щитолистник трёхраздельный (Hydrocotyle tripartita), ротала макандра (Rotala macrandra), микрантемум 'Монте-Карло' (Micranthemum tweediei 'Monte-Carlo'), гелантиум боливианский 'четырехреберный' (Helanthium bolivianum 'Quadricostatus'), криптокорина Вендта 'Ми Оя' (Cryptocoryne wendtii 'Мi Оya'), хемиантус каллитрихоидес 'Куба' (Hemianthus callitrichoides 'Cuba'), стрелолист шиловидный (Sagittaria subulata), погостемон хелфера (Pogostemon helferi), буцефаландра 'Кедаганг' (Bucephalandra sp. 'Kedagang', Japan), анубиас Бартера карликовый 'Пинто' (Anubias barteri var. nana 'Pinto') и др.), реализация in vitro культур согласно прейскуранту Центрального ботанического сада НАН Беларуси;
- Подбор ассортимента водных и околоводных растений для озеленения водоемов: дербенник иволистный (Lythrum salicaria L.), калужница болотная (Caltha palustris L.), сабельник болотный (Comarum palustre L.), ситник членистый (Juncus articulatus L.), ситник развесистый (Juncus effusus L.), частуха подорожниковая (Alisma plantago-aquatica L.), касатик ложноаировый, ирис сибирский (Iris sibirica L.) (Iris pseudacorus L.), ежеголовник прямостоячий (Sparganium erectum L.), вербейник монетчатый (Lysimachia nummularia L.), камыш лесной (Scirpus sylvaticus L.), рогоз малый (Typha minima L.), стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia L.), аир обыкновенный (Acorus calamus L.), водосбор обыкновенный (Aquilegia vulgaris L.), наумбургия кистецветная (Lysimachia thyrsiflora L.), нимфея сортовая (Nymphaea L.) и др.; реализация саженцев согласно прейскуранту Центрального ботанического сада НАН Беларуси;
- Биохимический анализ растительных и пищевых объектов, БАДов.

Важнейшие результаты научных исследований

Разработаны способы (методы) биологического тестирования и паспортизации коллекционных фондов растений для целей селекции и документирования по схеме: фотодокументирование, описание морфологических характеристик изучаемого таксона (сорта, вида, формы), разработка генотипических и биохимических паспортов на основе полиморфизма белков, нуклеиновых кислот, вторичных метаболитов (18 родов и видов):

- Род Сирень (Syringa L.): методами высокоэффективной жидкостной хроматографии, совмещенной с масс-спектрометрией (HPLC-MS), и рH–дифференциальной спектрофотометрией проведено подробное изучение качественного и количественного состава антоцианового спектра цветков 14 сортов сирени обыкновенной (Syringa vulgaris L), относящихся к разным цветовым группам интродуцированных образцов коллекции in vitro Центрального ботанического сада НАН Беларуси. Идентифицированы рутинозиды дельфинидина и цианидина, определяющие окраску цветков сирени. Все сорта условно можно разделить на три группы по наличию и содержанию производных дельфинидина и цианидина: не содержат светлые цвета (белые, голубоватые); содержат только производные цианидина (темные цвета); содержат производные дельфинидина и цианидина (сложные цвета: розовато-лиловые, фиолетово-синие, лилово-фиолетовые).
- Род Чернушка (Nigella): проведено комплексное исследование травы и семян растений данного рода. Установлен жирнокислотный состав семян растений чернушки при культивировании в Беларуси. В траве чернушки определен состав и количество флавоноидных гликозидов, тритерпеновых сапонинов (гликозиды олеаноловой кислоты и гедерагенина), алколоидов в листьях чернушки дамасской (N. damascena L.), чернушки посевной (N. sativa L.) и чернушки восточной (N. orientalis L.) методом ВЭЖХ МС. Установлена видоспецифическая зависимость накопления целевых веществ. Показано, что основными флавоноидами в листьях исследованных объектов являлись гликозиды кверцетина и кемпферола. Отмечено преобладание алкалоидов в сырье чернушки восточной (N. orientalis L.), в то время как сапонины в траве данного вида не были идентифицированы. Преобладающим сапонином в чернушках посевной и дамасской является гетерогенин. Получены сорта.
- Род Жостер (Rhamnus L.): Произведена комплексная оценка уровня содержания антрахинонов (гидроксиантраценпроизводных), катехинов, лейкоантоцианов и каротиноидов, дубильных веществ, а также проведена идентификация антрахинонов методом ВЭЖХ-МС. Показано значительное варьирование этих показателей в зависимости от условий и ареала произрастания (Беларусь, Казахстан, регионы Среднего запада США). Изучена антиоксидантная активность водно-спиртовых экстрактов видов рода Rhamnus, установлена тесная корреляционная связь между величиной антиоксидантной активности и содержанием фенольных соединений. Выявлены хеморасы Rhamnus cathartica.

Постоянно проводится пополнение, поддержание и использование биотехнологических коллекций для сохранения хозяйственно-ценных генетических ресурсов путем формирования признаковых коллекций, криобанков и банков депонирования растительного материала in vitro. Разработаны и совершенствуются следующие методы:

- клональное микроразмножение растений (включая соматический эмбриогенез) для использования в селекционном процессе и производстве высококачественного посадочного материала,
- использование культуры растительных клеток и тканей как суперпродуцентов биологически активных веществ;
- биотехнологии промышленного получения природных фитопрепаратов различного назначения.

На примере представителей рода Allium, Paulоwnia, Lycium разработана технология получения растительных суспензионных культур.

Проведен скрининг, установлены особенности компонентного состава эфирных масел для хвойных растений (45 образцов), лекарственных и пряно-ароматических растений (16 образцов); совместно с учеными

Института физико-органической химии НАН Беларуси разработана система оценки качества эфирных масел на основе метода ЯМР-спектроскопии; определены источники и разработаны технологии получения эфирных масел пряно-ароматических растений и практических путей их использования.

Международное сотрудничество

Поддерживается международное сотрудничество и заключены Договоры, в рамках которых проводятся совместные исследования:

- Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук (ГБС РАН);
- Институт ботаники АН Республики Узбекистан;
- Институт химии растительных веществ АН Республики Узбекистан;
- Ботанический сад АН Кыргызской Республики;
- Мангышлакский экспериментальный ботанический сад, Казахстан;
- Университет Гаваны, Республика Куба.

Патентно-лицензионная деятельность

Список авторских свидетельств на сорта:

- Пажитник греческий ‘Овари голд бел’, свидетельство №0002895 от 29.12.2012 (Агабалаева Е.Д., Гончарова Л.В., Шандор Макаи, Спиридович Е.В., Решетников В.Н.)
- Чернушка посевная ‘Славянка’, свидетельство №0005445 от 20.12.2016 (Шиш С.Н., Шутова А.Г., Спиридович Е.В., Решетников В.Н.)
- Чернушка дамасская ‘Берегиня’, свидетельство №0005744 от 29.12.17 (Шиш С.Н., Шутова А.Г., Спиридович Е.В., Решетников В.Н.)
- Монарда дудчатая ‘Ильгиния’, свидетельство №0005632 от 31.12.2019 (Шиш С.Н., Шутова А.Г.)
- Многоколосник гибридный ‘Академик Решетников’, свидетельство №0006252 от 31.12.19 (Шиш С.Н., Шутова А.Г., Спиридович Е.В.)
- Многоколосник гибридный ‘Академик Смольский’, свидетельство №0006885 от 31.12.2025 (Шиш С.Н., Спиридович Е.В., Мазур Т.В.)
- Многоколосник гибридный ‘Академик Вечер’ свидетельство (№0007884 от 31.12.2025 (Шиш С.Н., Спиридович Е.В., Мазур Т.В.)

Патенты:

- Овощная приправа: заявка на патент Респ. Беларусь, МПК А61К31/00 / Е.Д. Агабалаева, Е.В. Спиридович, В.Н. Решетников; заявитель Центральный ботанический сад НАН Беларуси. – № а 2121066 от 17.07.2012. – Положительное решение по заявке от 17.07.2012 № а 2121066. №а2121066 от 17.07.2012 (№ патента 18505)

- Деева, А.М. Способ получения пищевой обогащенной антоцианами биологически активной добавки на основе плодов голубики и применение ее для предотвращения окисления ненасыщенных жирных кислот в продуктах из семян льна / А.М. Деева, А.Г. Шутова, Е.В. Спиридович, В.Н. Решетников // патент №17729, зарегистрированного в Государственном реестре изобретений 01.08.2013 Заявка на выдачу патента на изобретение а20111506 от 11.11.2011г; заявлен на приоритет по дате от 05.01.2012

- Способ получения фитокомпозиции: пат. 023449 Евразийский патент / А. В. Башилов, С. В. Великий, Е. В. Спиридович; патентообладатель ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси». – № 201300353; заявл. 26.02.2013; зарегистр. 30.06.2016.

- Композиция чайного напитка: пат. 025538 Евразийский патент / А. В. Башилов, Е. В. Спиридович; патентообладатель ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси». – № 201300500; заявл. 14.03.2013; зарегистр. 30.01.2017.

- Способ стимуляции всхожести семян A. pskemense B. Fedtsch.: заявка на пат. Респ. Беларусь / А. В. Башилов, Е. А. Лапченко, E. В. Спиридович; патентообладатель ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси». – № a20230241 от 02.02.2024.

ТНПА:

ТУ BY 100233786/049-2021 «Плоды актинидии вяленные»

ТУ BY 100233786.053-2022 «Плоды актинидии свежие»;

ТУ BY 100233786.056-2022 «Плоды ирги свежие»;

ТУ BY 100233786.046 – 2023. Пряность. Чернушка посевная от 15.11.2023

ТУ BY 100233786.061-2023 «Напитки чайные ферментированные»;

ТУ BY 100233786.063-2024 «Добавка биологически активная антоциановая к пище»;

ТУ BY 100233786.037-2024 (взамен ТУ BY 100233786.037-2014) «Монарда дудчатая»

ТУ BY 100233786.005-2022 «Волокна пищевые цитрусовые»

ТУ BY 100233786.011-2023 «Бадан толстолистный»

ТУ BY 100233786.062-2024 «Кипрей узколистный ферментированный»

TY BY 100233786.066 -2024 «Листья голубики высокорослой сушеные»