Академия
Академик Тихонович Игорь Анатольевич

01 января

Академик Тихонович Игорь Анатольевич

75 лет

Персональная страница

Игорь Анатольевич Тихонович родился 1 января 1949 года в г. Горловка Донецкой области, Украина (ныне – Россия).

В 1971 году окончил с отличием Биологический факультет Донецкого государственного университета, в 1971–1972, 1973–1975 гг. – аспирант Кафедры генетики и селекции Ленинградского государственного университета, в 1972–1973 гг. – служба в Советской армии. В 1975–1979 гг. – младший научный сотрудник НИИ биологии Ленинградского государственного университета. С сентября 1979 года – во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ ВАСХНИЛ): в 1979–1983 гг. – старший научный сотрудник, в 1983–1986 гг. – заместитель директора по научным вопросам, с 1986 года – директор ВНИИСХМ, в 1988–2001 гг. – заведующий лабораторией биотехнологии Института, с 2001 года – научный руководитель ВНИИСХМ, заведующий отделом биотехнологии. С 2002 года – председатель Президиума Северо-Западного научно-методического центра. Руководитель направления «Агробиотехнологии управления плодородием почв России в интересах высокопродуктивного земледелия минимального экологического риска» в соответствии с грантом НЦМУ «Агротехнологии будущего».

В Санкт-Петербургском государственном университете: с 2002 года – профессор кафедры генетики и селекции (с 2013 года – генетики и биотехнологии), в 2015–2016 гг. – и. о. декана Биологического факультета, с 2016 года – декан Биологического факультета СПбГУ.

Академик РАСХН с 1997 года, академик РАН c 2013 года – Отделение сельскохозяйственных наук РАН.

Академик И. А. Тихонович – один из ведущих микробиологов и генетиков, широко известный в нашей стране и за рубежом, создатель отечественной школы в области молекулярно-генетических отношений микроорганизмов и растений, молекулярной биологии, генетики азотфиксации и растительно-микробного взаимодействия. Одним из первых в мире он начал рассматривать геном растения-хозяина в общей системе с геномами его симбиотического окружения.

В 1996–2000гг. – эксперт группы Task Forse Организации экономического сотрудничества и развития (OECD), в 2006–2011 гг. – соорганизатор Российско-Голландского «Центра Превосходства» (Сenter of Excellence), в 2010–2013 гг. – член Руководящего комитета Панели экспертов высокого уровня Совета по продовольственной безопасности при ООН (FAO).

В 1976 году защитил кандидатскую диссертацию «Изучение изменчивости хромосом методом дифференциальной окраски у популяций и инбредных линий ржи и редиса», в 1992 году защитил докторскую диссертацию «Генетический контроль симбиотической азотфиксации у гороха: (Pisum sativum L.)», с 1995 года – профессор.

Основные исследования И. А. Тихоновича посвящены молекулярно-генетическим основам взаимодействия микроорганизмов и растений в почве. Предметом его исследований стали симбиотические (контролирующие взаимодействия с микроорганизмами) гены растений, о которых ранее практически ничего не было известно.

Фундаментальные исследования И. А. Тихоновича:

Разработана методология координированной селекции растений и микроорганизмов, которая позволяет кардинальным образом изменять структуру агроценозов и обеспечить создание экологически безопасных систем сельскохозяйственного производства. Созданы уникальные коллекции растительных мутантов с измененными симбиотическими свойствами, на основе которых были построены генетические модели, позволившие изучить все основные аспекты генетики симбиоза – сигнальные взаимодействия партнеров, а также морфологию и биохимию, интеграцию микробно-растительных систем.

Прикладные исследования И. А. Тихоновича:

Разработана целая гамма биопрепаратов, альтернативных химическим средствам, препараты широко применяются в сельскохозяйственном производстве России, и дальнем зарубежье. Применение этих биопрепаратов позволяет увеличивать урожай сельскохозяйственной продукции до 30 %, улучшать его качество, получать экологически безопасную продукцию, бороться с болезнями и вредителями сельского хозяйства, утилизировать отходы животноводства.

Наиболее известны работы И. А. Тихоновича по механизмам специфичности симбиоза, в том числе у форм гороха афганского происхождения, а также по получению сигнальных молекул бактериального происхождения с измененной структурой и функциями.

Результаты проведенных И. А. Тихоновичем исследований обобщены в теории «ген-на-ген», которая объясняет не только особенности фитопатогенных взаимодействий, но может быть продуктивно использована и при анализе любых симбиотических систем. Им было сформулировано положение о микробно-растительной системе (МРС), возникающей вследствие функциональной интеграции работы генов микро- и макросимбионта. Практическое значение проведенных исследований состоит в возможности использования потенциала взаимодействий партнеров для создания МРС, обладающей максимальной самодостаточностью и позволяющей производить продукцию высокого качества при минимизации затрат.

Особого внимания заслуживает разработка И. А. Тихоновичем и апробация методологического аппарата для анализа генетического контроля симбиотических взаимоотношений растений и микроорганизмов с привлечением современных достижений молекулярной биологии – генетики, геномики, транскриптомики и биоинформатики. Это позволило сформулировать основной принцип дополнительности геномов при межвидовом взаимодействии – формирование единой генетической системы про- и эукариот, что обеспечивает появление у микробно-растительной системы новых признаков, многие из которых не существовали у партнеров до взаимодействия.

И. А. Тихонович положил начало новой ветви экологической генетики – симбиогенетике, разработке положений которой автор посвятил более 40 лет своей научной, образовательной и практической деятельности. В рамках классического генетического анализа он выделил новое направление – симбиогенетику, исследующую формирование объединённых микробно-раститительных генетических систем, обеспечивающих расширение их адаптаций и способность сельскохозяйственных культур в стрессовых условиях формировать стабильный урожай.

Схематично смысл симбиогенетики следующий. У растений есть транскрипционные факторы – белки, обеспечивающие определенную адаптацию за счет регуляции активности соответствующих генов. Они эффективно работают, если растение вступает в симбиоз с микроорганизмами в почве – тогда они образуют общую систему, работающую в интересах и бактерий, и растений. Вот эти связи и изучает симбиогенетика – чтобы помочь растениям и полезным бактериям «найти друг друга» и не связываться с микробными патогенами и неэфективными сожителями. Бактерии можно поместить в почву и одновременно «подсказать» растению, с кем «связываться», что обеспечит предсказуемость урожая. За микробно-растительными системами – будущее сельского хозяйства.

Например, минеральные удобрения можно заменять биологическим азотом на основе процесса азотфиксации, который происходит при взаимодействии некоторых видов микробов и растений. И. А. Тихонович занимается изучением этого процесса и разработкой соответствующих технологий. Привносить в почву азот из воздуха могут только определенные виды микроорганизмов – например, клубеньковые бактерии, которые в симбио с клубеньковыми бактериями фиксируют достаточное количество азота не только для себя, но и для последующих культур. Это – реальный путь экологизации земледелия, избавления от нитратов в продукции и т. д. Для его внедрения нужно разработать специальные препараты клубеньковых бактерий, следить за микробиологическим составом почв (микробиомом). И. А. Тихонович читает в СПбГУ и университете «Сириус» курсы, посвященный взаимодействию микробов и бобовых культур.

И. А. Тихоновичем успешно испытан метод, позволяющий снизить применение пестицидов в сельском хозяйстве. Как известно, генетический материал растений не очень разнообразен, поэтому неперспективно с его помощью искать гены устойчивости к засухам, наводнениям, болезням и вредителям. И. А. Тихонович вместе с коллегами решили пойти другим путем и найти решение проблемы в симбиозе микроорганизмов и растений, ведь именно микробы, поселяясь на корнях растений, обеспечивают адаптацию того или иного сорта, потому что они пластичны и хорошо приспосабливаются к среде. Прежде не удавалось изучать это явление, поскольку не было адекватной экспериментальной модели для исследований. Нашли такую модель, воспользовавшись реликтовым бобовым растением Вавиловия. В перспективе И. А. Тихонович и его коллеги планируют создать микробиологические препараты на специальных носителях, которые доставляют микробы, и при этом обеспечить растению наиболее комфортную микрофлору – это сэкономит много энергии, агрохимикатов, позволит сберечь плодородие почв и оставить меньший экологический след.

И. А. Тихонович не случайно занимается бобовыми. На планете огромный дефицит белка в пище, только в России он составляет 1 млн тонн в год. Чтобы покрыть его, нужно разводить больше животных – но это сложно, дорого, этически и экологически плохо. Вместе с тем растительный белок – это полноценная замена мясу, он обогащен некоторыми незаменимыми аминокислотами, которые человеческий организм не может синтезировать. И хотя бобовые не самые урожайные культуры, однако они самые ценные по содержанию белка. И только бобовые умеют получать азот без использования удобрений, с помощью азотфиксации в результате симбиоза с микроорганизмами. Этого не могут ни злаковые, ни пасленовые. Поэтому перспективная область исследований – перенос полезных генов бобовых растений другим видам, чтобы они могли так же вступать в эффективный симбиоз.

И. А. Тихонович занимается генетикой микробно-растительных симбиозов. Это направление развивается уже две трети века, однако лишь работы последнего десятилетия позволили подойти к выяснению их генетической природы. Показано, что в основе симбиоза лежит глубокая интеграция генных систем партнеров, приводящая к образованию надвидовых систем наследственности – симбиогеномов. Закономерности их функционирования и эволюции выходят далеко за рамки канонических представлений об изменчивости и наследственности, которые сформировались на основе изучения свободноживущих организмов. Именно в генетически интегрированных системах открываются возможности для реализации таких «запрещенных» классической теорией эволюции феноменов как межвидовой альтруизм, а также наследование признаков, приобретенных организмами в ходе индивидуального развития. Вскрытие основ организации и эволюции симбиогенома открывает принципиально новые возможности для развития нового направления биологии – симбиотического конструирования, направленного на создание высокопродуктивных надвидовых комплексов. Это открывает широкие перспективы для развития экологически устойчивого земледелия и растениеводства, в которых ключевые адаптивные функции сельскохозяйственных культур выполняют микроорганизмы, оптимизируя питание, стрессоустойчивость и защиту растений.

И. А. Тихонович ведет разработку принципов генетического анализа надорганизменных систем по признакам, контролируемым растением: микробно-растительного сигналлинга, программы развития симбиотических компартментов, развития цитоскелета в ходе бобово-ризобиального симбиоза, фитогормонального контроля развития корневых структур.

И. А. Тихонович – член Федерального учебно-методического объединения (ФУМО) по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки «Биологические науки». Как профессор Кафедры генетики СПбГУ, он организовал и возглавил уникальную учебную программу «Экологическая генетика», в рамках которой читает курсы лекций «Симбиоз и симбиогенетика» и «Генетика межорганизменных взаимодействий», курс лекций «Метагеномика» в рамках учебной программы «Молекулярная биология растений и биотехнология». На Биологическом факультете СПбГУ для бакалавров и магистров, а также в НТУ «Сириус» для магистров, школьников и учителей средних школ читаются разработанные им курсы по симбиогенетике, молекулярным основам взаимодействия, главы по эволюции растительной клетки, ее органеллогенеза. Созданный им в 2004 году на Биофаке лекционный курс «Симбиогенетика» не имеет аналогов в отечественной и мировой практике биологического образования.

Он – руководитель научно-образовательного центра (НОЦ) «Генетика и клеточная биология растительно-микробных взаимодействий», руководитель Центра коллективного пользования научным оборудованием «Геномные технологии, протеомика и клеточная биология». Руководитель ряда грантов INTAS, Copernicus, NWO, NATO и др.

И. А. Тихонович – организатор более 20 международных научных форумов, среди них Всемирный конгресс по биологической фиксации азота (1975). Организатор 10-го Международного конгресса по биологической азотфиксации (Санкт-Петербург, 1995 год, около 700 участников из 50 стран мира). Организатор 11-ого Международного конгресса по молекулярным микробно-растительным взаимодействиям (Санкт-Петербург, 2003 год, около 800 участников из 70 стран). Организатор Международной конференции, посвященной 120-летию сельскохозяйственной микробиологии в России, 2011 г.

И. А. Тихонович является одним из организаторов и участников международной биотехнологической сети Scan-Balt, которая объединила исследователей из многих стран для совместного решения глобальных экологических проблем – Дании, Эстонии, Финляндии, Исландии, Латвии, Литвы, Норвегии, Польши, Швеции, севера Германии и северо-запада России, Норвежской академии наук и сети балтийских университетов Nova-University. В рамках сети Scan-Balt в странах Балтийского региона на период 2005–2009 гг. при участии И. А. Тихоновича как соруководителя проекта организована серия теоретических семинаров и практических курсов под общим названием «Агро-биотехнология микроорганизмов, взаимодействующих с корнями растений». И. А. Тихонович руководит Российско-Голландским и Российско-Французским проектами, в рамках которых созданы постоянно действующие научно-образовательные центры (center of excellence), университетов Лейдена и Вагенингена, ВНИИСХМ, СПбГУ, ИФР РАН. Один из центров, где готовят специалистов в области молекулярной генетики, экологии и практического использования симбиотических систем, успешно функционирует в Санкт-Петербурге.

30 лет И. А. Тихонович был директором Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ). Он всемерно развивал генетическое направление в научной тематике института, исследования механизмов взаимодействия микробов и растений в области биологической азотфиксации. На основе созданных в Институте моделей и благодаря совместным работам с зарубежными коллегами выполнены первоклассные и конкурентно способные работы по генетике азотфиксирующих микроорганизмов и клубеньковых растений. Институт занял лидирующее положение в области изучения микробно-растительных взаимодействий и особенно по изучению генов растений, контролирующих взаимодействие с бактериями. Институт активно устанавливал и развивал связи с ведущими центрами экологической симбиогенетики всего мира.

Из интервью И. А. Тихоновича: «Крупных экспедиций в Африку у нас, к сожалению, долгие годы не было. Африка для генетиков и селекционеров интересна, прежде всего, как центр происхождения многих важных для современного сельского хозяйства растений. Одна из главных питательных культур – пшеница – происходит с территории современных Эфиопии и Эритреи. Эти культуры надо исследовать – так мы могли бы и собственные коллекции пополнять, и помогать нашим африканским коллегам внедрять новые перспективные культуры, новые сорта, вести селекционную работу. Научные связи достаточно сложны для организации, они выстраиваются десятками лет, а потерять их очень легко. Это необходимо исправлять».

И. А. Тихонович – организатор и руководитель Ведущей научной школы «Молекулярно-генетические основы формирования и функционирования взаимовыгодных растительно-микробных систем» – эта научная школа симбиогенетики признана как в нашей стране, так и за рубежом.

Им опубликовано более 300 научных трудов, из них 10 монографий (более 200 работ опубликовано на английском языке). Имеет три авторских свидетельства на изобретения. Наиболее известны работы по механизмам специфичности симбиоза, а также по получению сигнальных молекул. Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве:
«Генетические основы эволюции бактерий-симбионтов растений».
Монография Comparative analysis of the microtubular organization in nodules of Medicago truncatula and Pisum sativum: Bacterial release and bacteroid positioning correlate with characteristic microtubular rearrangements.
Analysis of nodule senescence in pea (Pisum sativum L.) using laser microdissection, real-time PCR, and ACC immunolocalization.
Selection Signatures in the First Exon of Paralogous Receptor Kinase Genes from the Sym2 Region of the Pisum sativum L. Genome.
Pea Marker Database (PMD) – A new online database combining known pea (Pisum sativum L.) gene-based markers.
Agrobacterial tumors interfere with nodulation and demonstrate the expression of nodulation-induced CLE genes in pea.
Role of a receptor-like kinase K1 in pea Rhizobium symbiosis development.
Gibberellins Inhibit Nodule Senescence and Stimulate Nodule Meristem Bifurcation in Pea (Pisum sativum L.).
Mutational analysis indicates that abnormalities in rhizobial infection and subsequent plant cell and bacteroid differentiation in pea (Pisum sativum) nodules coincide with abnormal cytokinin responses and localization.
Lysm receptor-like kinase lyk9 of pisum sativum l. May regulate plant responses to chitooligosaccharides differing in structure.
«Генетика развития растений: учеб. для студентов вузов».
«Сельскохозяйственная биотехнология: учеб. для студентов вузов».
«Биопрепараты в сельском хозяйстве: методология и практика использования микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве».
«Симбиозы растений и микроорганизмов: молекулярная генетика агросистем будущего».
«Каталог культур микроорганизмов Всероссийской коллекции непатогенных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения».
«Фундаментальная фитопатология».
«Генетические основы эволюции бактерий – симбионтов растений».
«NCR-пептиды – растительные эффекторы, контролирующие терминальную дифференцировку клубеньковых бактерий в симбиотическую форму: обзор».
«Стриголактоны – регуляторы симбиотрофии растений и микроорганизмов».
«Экологическая генетика, как воплощение системного подхода: принцип дополнительности» и др.

Член редколлегии журналов «Микробиология», «Сельскохозяйственная биология», «Прикладная биохимия и микробиология», «Экологическая генетика», «Вестник сельскохозяйственных наук», член редсовета журналов «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции», «Вавиловский журнал генетики и селекции», «Генетика».

Член президиума Санкт-Петербургского Отделения РАН, избирался членом Президиума и Бюро Отделения земледелия РАСХН, председатель Президиума Северо-Западного научно-методического центра (2002–2013), член Научного совета по микробиологии при РАН, заместитель председателя Научного совета по генетике и селекции РАН, член бюро Совета РАН по генно-инженерной деятельности, член диссертационного совета Д. 212. 232. 12, член Научного совета по проблемам генетики и биотехнологии Санкт-Петербургского научного центра РАН, член Экспертного совета Санкт-Петербургского научного фонда.

Член Совета при Президенте РФ по науке и образованию, член аграрной комиссии Комитета по Государственным премиям при Президенте РФ.

Член экспертного совета РФФИ по биологии и медицинской науке, член Межведомственной комиссии Минобрнауки по проблемам генно-инженерной деятельности, аккредитован в Федеральном реестре экспертов научно-технической сферы (ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ), член Экспертного совета РНФ по научным программам, эксперт ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы», член НТС Технологической платформы «Биотехнология», зам. председателя ФУМО (Федерального учебно-методического объединения).

Президент Вавиловского общества генетиков и селекционеров (с 2014 г.).

Член Экспертного Совета автономной некоммерческой организации «Стратегическое партнерство по экономическому и социальному развитию Северо-Западного федерального округа», член Межведомственного научно-экспертного совета «Глобальный климат и рациональное природопользование: нуль-эмиссия и нуль-деградация почв России (сельское и лесное хозяйство)», член экспертного совета СПбГУ (Подкомиссия по естественнонаучным направлениям науки), член Межведомственного Совета по вопросам, связанным с реализацией Комплексного плана научных исследований «Развитие климатически оптимизированного сельского хозяйства на принципах экономической эффективности», член Экспертного совета Университета «Сириус».

Член Pisum Genetics Association.

Награжден орденом Дружбы.

Лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники.

Удостоен Золотой медали имени Н. И. Вавилова РАН, премии имени Н. И. Вавилова Правительства Санкт-Петербурга.

Ему вручены: Диплом Президиума РАСХН за лучшую завершенную научную разработку 2009 г., Почетная грамота РАСХН, медали ВДНХ.

Региональные награды: Почетная грамота Губернатора Ленинградской области, Почетная грамота Администрации Пушкинского р-на Санкт-Петербурга, Почетный диплом Законодательного собрания Ленинградской области.

Отмечен Серебряной медалью INRA (Национального института сельскохозяйственных исследований Франции), юбилейной медалью в честь 50-летия Польской академии наук.