03.01.05 – физиология и биохимия растений

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь

от 23.11.2016 № 300

I. Отрасли науки

  • Биологические науки

II. Формула специальности

Физиология и биохимия растений – наука о жизнедеятельности, химическом составе растительного организма и его отдельных функциональных систем, их взаимной интеграции и регуляции, свойствах и биологической роли содержащихся в них веществ, механизмах их синтеза и взаимодействия, обеспечивающих обменные процессы. Физиология и биохимия растений изучает функционирование растений на популяционном, организменном, тканевом, клеточном, субклеточном, мембранном и молекулярном уровнях.

III. Области исследований

1. Структура и функции растительной клетки, формирование и функционирование ее структурных элементов, органелл, цитоскелета и клеточной стенки. Органы, ткани, функциональные системы растений. Химический состав, строение и свойства веществ живой природы; исследования свойств, выделение и способы использования соединений, относящихся к различным классам и группам.

2. Организация, регуляция и интеграция функциональных систем на уровне клеток, тканей, органов, целого растения, надорганизменном и ценотическом уровнях.

3. Рост и морфогенез растений, типы роста, дифференциация и специализация тканей, запрограммированная клеточная гибель и аутофагия. Физиологические основы онтогенеза растений. Функционирование генома, координация и кооперация ядерного, пластидного и митохондриального геномов. Регуляция клеточного цикла.

4. Биохимических процессы в растениях. Структура и функция ферментов растений, регуляция их функций. Конформация белка и молекулярное моделирование. Состав, свойства и биологическая роль липидов, биосинтез липидов и его регуляция. Образование, превращение и роль в организме аминокислот и органических кислот. Принципы организации и функции в органеллах клетки нуклеиновых кислот, биосинтез и модификация ДНК, биохимическая организация, функционирование и реконструкция генома, регуляция его активности. Биохимия процессов репликации, транскрипции и трансляции генетической информации.

5. Фотосинтез. Свет как фактор регуляции роста и развития растений. Пигменты, исследование состава и функциональной роли. Физиолого-биохимические основы фотосинтеза. Экология фотосинтеза. Физиология и биохимия С3-, С4- и САМ-растений. Хемосинтез.

6. Дыхание растений. Взаимопревращение веществ в живом объекте, обмен веществ, процессы окисления и дыхания. Изучение процессов биоэнергетики и АТФ-цикла гликолиза и цикла трикарбоновых кислот, фосфоглюконатного пути, переноса электронов и окислительного фосфорилирования.

7. Биологическая роль биосинтеза и превращений углеводов и полисахаридов, исследование влияния эндо- и экзогенных факторов на метаболизм углеводов.

8. Физиология минерального питания растений, симбиотическая ассимиляция азота, электрофизиология, структура и функция ионных транспортеров и ионотропных рецепторов.

9. Физиология водообмена и водного режима растений. Структура и функция аквапоринов.

10. Гормональная регуляция роста и развития растений. Фитогормоны, их структура, биосинтез и функции. Негормональные регуляторы роста и развития растений. Регуляция роста и развития растений под действием экологических факторов и физиологически активных веществ. Процессы фотоморфогенеза и гравитропическая реакция.

11. Физиолого-биохимические основы устойчивости растений к стрессовым условиям внешней среды. Физиология и биохимия адаптации растений к стрессу. Реакция растений на ксенобиотики, наночастицы и радиационный фон окружающей среды.

12. Продукционный процесс и его регуляция. Получение, физиология и биохимия трансгенных растений. Физиология сельскохозяйственных культур и экзотов (частная физиология растений).

13. Взаимодействие растений с патогенами: видовой иммунитет, реакция сверхчувствительности, системная приобретенная устойчивость.

14. Внутриклеточная, межклеточная и дальняя сигнализация у растений. Системы внутриклеточной регуляции и передачи сигналов. Механизмы контроля генетической экспрессии, биосинтеза белка и метаболитов. 

15. Физиология культуры клеток и тканей in vitro, регенерации и клонального микроразмножения растений.

16. Физиолого-биохимические основы происхождения жизни, эволюционная физиология и биохимия.

17. Активные формы кислорода в растениях, их структура, синтез и функции. Патофизиологические процессы, вызываемые свободными радикалами и окислителями.  Антиоксидантная система растений. Системы репарации биополимеров.

 

18. Вторичный метаболизм. Процессы биосинтеза и физиологические функции вторичных метаболитов.

 

19. Биоинформационный и системный анализ в приложении к структуре и функциями растительных объектов. Геномика, протеомика, транскриптомика, метаболомика, феномика и иономика растений.

 

20. Разработка физиологических и биохимических методов исследования. 

 

IV. Шифры и наименования смежных специальностей

  • 03.02.01 – ботаника;
  • 03.01.01 – радиобиология;
  • 03.01.02 – биофизика;
  • 03.01.03 – молекулярная биология;
  • 03.02.03 – микробиология;
  • 03.02.08 – экология;
  • 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии);
  • 03.01.07 – молекулярная генетика;
  • 03.02.14 – биологические ресурсы.

V. Разграничения со смежными специальностями

В отличие от специальности 03.02.01 – ботаника, изучающей разнообразие и формы растений, систематическую принадлежность, закономерности образования органов бесполого и полового размножения, эволюционного развития растений, в исследованиях по специальности 03.01.05 – физиология и биохимия растений рассматриваются закономерности протекания процессов жизнедеятельности растений и превращения веществ в них.

В отличие от специальности 03.01.01 – радиобиология, изучающей действие разных видов ионизирующего излучения на живые системы всех уровней организации, специальность 03.01.05 – физиология и биохимия растений рассматривает особенности физиолого-биохимических процессов растительного организма под действием ионизирующего излучения как абиотического фактора.

В отличие от специальности 03.01.02 – биофизика, изучающей физические процессы, протекающие в биологических системах разного уровня организации и влияние на биологические объекты различных физических факторов, в исследованиях по специальности 03.01.05 – физиология и биохимия растений рассматриваются клетка и растение как живая система взаимосвязанных физиолого-биохимических процессов и специфических типов связей между ними.

В отличие от специальности 03.01.03 – молекулярная биология, исследующей проявления жизни на уровне молекул, в исследованиях по специальности 03.01.05 – физиология и биохимия растений рассматриваются закономерности молекулярных взаимодействий и взаимопревращений в системе взаимосвязанных физиологических процессов живого организма.

В отличие от специальности 03.02.03 – микробиология, изучающей закономерности развития, физиологию и биохимию различных микроорганизмов, специальность 03.01.05 – физиология и биохимия растений изучает функционирование растительного организма на всех уровнях организации.

В отличие от специальности 03.02.08 – экология, изучающей закономерности взаимодействия биологических систем (популяции, сообщества, экосистемы) со средой, в исследованиях по специальности 03.01.05 – физиология и биохимия растений рассматриваются физиолого-биохимические закономерности функционирования растительного организма под действием различных экологических факторов. 

В отличие от специальности 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии), изучающей возможность использования организмов, биологических процессов и систем в производстве, в работах по специальности 03.01.05 – физиология и биохимия растений исследуются организация, регуляция и интеграция функциональных систем растительного организма в процессе его развития.

В отличие от специальности 03.01.07 – молекулярная генетика, исследующей молекулярные структуры и закономерности функционирования геномов и молекулярные механизмы генетических процессов, специальность 03.01.05 – физиология и биохимия растений рассматривает молекулярно-генетические процессы как один из элементов   системы регуляции физиолого-биохимических процессов растительного организма.

В отличие от специальности 03.02.14 – биологические ресурсы, в рамках которой занимаются изучением состава, свойств, географии биоресурсов, разработкой научных основ управления биоресурсами, их охраной и воспроизводством, исследования по специальности 03.01.05 – физиология и биохимия растений связаны с изучением эффективности трансформации энергии и вещества в растении, природы метаболических процессов, определяющих уровень продуктивности отдельных растений и их сообществ.