В 1992 году окончил Московскую ордена Ленина
и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственную академию им. К.А.
Тимирязева по специальности — агрономия, специализация — генетика, селекция с
основами биотехнологии. В 1996-1997 гг. — стажер кафедры генетики Университета
г. Вагенинген (Нидерланды) в рамках программы Президента РФ по подготовке
кадров. Далее в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева: аспирант, научный сотрудник (1997),
зав. лабораторией регуляторов роста и развития с/х культур (1998). С 2005 года
по настоящее время — руководитель Центра молекулярной биотехнологии Российского
государственного аграрного университета — МСХА имени К.А. Тимирязева.
С 2016 года по настоящее время — директор
Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский
научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии».
Профессор на кафедре генетики, биотехнологии,
селекции и семеноводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева
Профессор РАН с 2016 года, член-корреспондент
РАН c 2016 года, академик РАН c 2019 года — Отделение сельскохозяйственных наук.
Академик Г.И. Карлов — ведущий специалист в
области молекулярных биотехнологий сельскохозяйственных растений и генетики
растений. Внёс вклад в разработку технологии ускоренного создания селекционного
материала растений с использованием ДНК-технологий и методов маркеров
вспомогательной селекции, а также в разработку стратегии направленной
интрогрессии чужеродного генетического материала в культурные растения. Разработал
методы ДНК-паспортизации ряда овощных и плодовых культур и создал ДНК-маркеры
генов устойчивости к фитопатогенам.
В 1997 году ему была присвоена ученая степень
кандидата биологических наук. В 2011 году — присвоена ученая степень доктора
биологических наук по специальностям «Генетика» и «Биотехнология». В 2012 году
присвоено ученое звание «профессор» по специальности «Генетика».
Под его руководством и при непосредственном
участии выполнено более 30 научно-исследовательских проектов.
Г.И. Карловым были изучены
молекулярно-генетические и молекулярно-цитогенетические подходы для ускоренного
создания селекционного материала растений с заданными свойствами. Были
исследованы отдалённые гибриды пшеницы, имеющие важное фундаментальное и
прикладное значение. Созданы молекулярно-генетические инструменты для изучения
хозяйственно ценных генов пырея среднего и пырея понтийского применительно к
селекции мягкой пшеницы. Под руководством Г.И. Карлова были изучены у пшеницы и
её дикорастущих сородичей гены низкостебельности Rht, гены синтеза крахмала Wx,
гены позднего эмбриогенеза Vp, гены гиббереллинового рецептора GID1 и азотного
обмена GRF. Данным генам была дана структурно-функциональная характеристика,
разработаны молекулярные маркеры, которые позволяют идентифицировать различные
аллели генов пшеницы, а также выявлять наличие генов-ортологов чужеродного
происхождения у отдалённых гибридов пшеницы. Были выявлены ассоциации между
аллельным состоянием ряда перечисленных генов (Vp, Rht) и их фенотипическим
проявлением у пшеницы, тритикале, пшенично-пырейных гибридов в результате
проведения вегетационных, полевых и лабораторных опытов. В результате проведённых
работ были получены научно значимые сведения о роли изучаемых генов в жизни
растений и формировании урожая, возможности их использования при создании
перспективных форм и сортов, а также разработаны научно-методические подходы
изучения генов у близкородственных видов, скрининга больших коллекций и
проведения ассоциативных исследований. Практическим итогом этой работы являются
молекулярные и геномные маркеры, перспективные линии пшеницы и тритикале,
переданные в ведущие селекционные центры России.
Под руководством Г.И. Карлова были проведены
биоинформатические исследования данных полногеномного секвенирования разной
степени глубины и покрытия, что позволило получить новые данные о структуре
репитома злаков и двудомных растений. В частности, была исследована эволюция
пола и половых хромосом сельскохозяйственных растений семейства Canabaceae, что
позволило сделать это семейство модельным при изучении пола у
сельскохозяйственных растений. Комбинирование методов молекулярной цитогенетики
и данных анализа полногеномного секвенирования позволило создать мощный
инструмент для исследования отдалённых гибридов пшеницы и двудомных растений.
Были идентифицированы межгеномные хромосомные
перестройки у пшеницы, тритикале и пшенично-пырейных гибридов, а также в результате
применения широкого спектра методов выявлены ассоциации данных перестроек с
хозяйственно-значимыми признаками.
За годы директорства Г.И. Карлова ФГБНУ
ВНИИСБ достигло значительных успехов и заняло достойные позиции на рынке
научной деятельности. И в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева с 2006 года
привлечено договоры и выполнены научно-исследовательские работы на общую сумму
более 100 млн. руб.
Читает лекционные курсы «Геномика», «Цитология»,
«Методы цитогенетики», «Прикладные биотехнологии».
Под руководством Г.И. Карлова была
сформирована научная школа молодых исследователей, успешно участвующая в
конкурсах Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных
исследований, Минсельхоза России, Минобрнауки России. Также Г.И. Карлов — руководитель
Ведущей научной школы РФ по сельскохозяйственным наукам (НШ-8315.2016.11)
исследование: «Молекулярногенетический и молекулярноцитогенетический анализ
генов и геномов основных сельскохозяйственных культур», поддержанной грантом Президента
РФ. Он подготовил 9 кандидатов наук и в настоящее время под его руководством
выполняются две кандидатские и одна докторская диссертационные работы.
Автор более 150 научных работ, включающих в
себя публикации в ведущих мировых журналах, авторские свидетельства, главы в
монографиях патенты. Специалистам известны его работы, написанные индивидуально
или в соавторстве: «Картирование локусов количественных признаков (QTL),
контролирующих восстановление фертильности у риса в стрессовых условиях внешней
среды», «Использование микросателлитных маркеров для идентификации
пшенично-ржаной транслокации у гексаплоидной тритикале», «Молекулярно-цитогенетическая
характеристика первичных тритикале, межамфиплоидного гибрида и перспективных
линий селекции НИИСХ Юго-Востока», «Хромосомная организация Ту1-сорia-подобных
ретротранспозонов в геноме томата», «Диагностика бактериального патогена
картофеля Dickeya dianthicola», «Идентичность генов короткостебельности Rht-11 и
Rht-Ble», «Молекулярная характеристика аллеля Wx-Ble у мягкой пшеницы», «Валидация
ДНК-маркеров генов короткостебельности у тритикале (Triticosecale Wittm.)», «Анализ
распределения генов короткостебельности пшеницы и ржи среди сортообразцов
яровой гексаплоидной тритикале (Triticoseale Wittm.)», «Молекулярный анализ
популяций грибов рода Fusarium», «Сравнительный анализ 6Ag1 и 6Ag12 хромосом
Agropyron intermedium (Host) Beauv y сортов и линий мягкой пшеницы с
пшенично-пырейными замещениями» и др.
Член редколлегии научных журналов «Comparative
Cytogenetics», «Frontiers in Plant Science», «Биотехнология и селекция растений».
Эксперт ФГБУ «Российская академия наук» по
отчетам научных организаций и образовательных организаций высшего образования о
проведенных научных исследованиях и экспериментальных разработках, о полученных
научных и (или) научно-технических результатах.
Член трех диссертационных советов,
рассматривающих докторские и кандидатские диссертации: Д.006.027.01 ФГБНУ
ВНИИСБ (по специальности: 03.01.06.- биотехнология (в том числе
бионанотехнологии)); Д.220.043.03 РГАУ-МСХА (по специальностям: 03.02.03. — микробиология
и 03.02.08 — экология (по отраслям)); Д.220.043.10 РГАУ-МСХА (по
специальностям: 03.01.06. — биотехнология (в том числе бионанотехнологии),
03.02.07 — генетика, 06.01.05 — селекция и семеноводство сельскохозяйственных
растений).
Член научно-технического совета Министерства
сельского хозяйства РФ, член межведомственного Координационного совета по
развитию селекции, семеноводства и биотехнологии сельскохозяйственных растений
при Министерстве сельского хозяйства РФ и Министерстве науки и высшего
образования РФ, член аграрного комитета Государственной Думы РФ, член
экспертной государственной комиссии по испытанию и охране селекционных
достижений (ФГБУ «Госсорткомиссия»),
Член учебно-методического совета факультета
агрономии и биотехнологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.
Награжден Почетной грамотой МСХ РФ.
Ему вручены Благодарность отделения
сельскохозяйственных наук РАН за вклад в развитие сельскохозяйственной науки; Благодарность
комитета Государственной Думы по аграрным вопросам за многолетний
добросовестный труд и личный вклад в развитие законодательства в области АПК.