В прошлом году Правительством РФ была утверждена Комплексная программа развития биотехнологий в РФ на период до 2020 года. Ее цель — вывести Россию на лидирующие позиции в области биотехнологий, создать конкурентоспособный на мировом уровне сектор биоэкономики, который наряду с наноиндустрией и ИT должен стать основой построения постиндустриальной экономики.
В эту программу вошел и Алтайский край. В мае 2013 года на заседании Совета администрации региона был одобрен проект региональной программы “Развитие биотехнологий в Алтайском крае на 2014-2020 годы”. Активным ее участником стал Алтайский государственный университет (АлтГУ). Исследования в вузе ведутся в тесном взаимодействии с РАН. В июле этого года было принято соглашение о создании Алтайского центра прикладной биотехнологии Алтайского государственного университета и Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН. Его подписали председатель СО РАН академик Александр Асеев и ректор АлтГУ Сергей Землюков. В состав центра вошли Лаборатория биоинженерии, ранее созданная совместно с ИХБиФМ СО РАН, Лаборатория биотехнологии растений АлтГУ и межфакультетская кафедра физико-химической биологии и биотехнологии АлтГУ.
Лаборатория биотехнологии растений АлтГУ занимается научно-исследовательской деятельностью по сохранению и воспроизводству редких растений, разрабатывает методы создания селекционного материала, усовершенствует способы размножения растений и многое другое. На достигнутых результатах хотелось бы остановиться подробнее. Они наглядно показывают, насколько важны биотехнологии для реального сектора экономики, как они способствуют решению самых разных задач — сельскохозяйственных, продовольственных, экологических, фармацевтических.
Ученые АлтГУ разработали технологии микроклонального размножения таких ценных лекарственных растений, как красный корень и радиола розовая. Они произрастают в горах Алтая, но, по мнению биологов, в ближайшие 5-10 лет из-за активного использования могут исчезнуть в природе. Чтобы не потерять источники ценного лекарственного сырья, в АлтГУ разработали технологии выращивания лекарственных культур в лабораторных условиях. Небольшие части растений помещают на агаровые среды, а затем высаживают на гидропонику, где их выращивают и акклиматизируют, то есть доращивают на почвенном субстрате.
Главное преимущество предложенного метода в том, что он позволяет производить в значительных количествах полноценный посадочный материал редких лекарственных растений, у которых затруднено семенное размножение в искусственных условиях.
Еще одно преимущество рассматриваемого метода размножения — независимость от природных и климатических условий. В лаборатории можно выращивать культуру не только в течение всего года, но и к определенному сроку, регулируя при этом количество экологически чистых растений.
Все эти возможности появились у биотехнологов университета благодаря новому современному оборудованию, полученному в рамках выполнения финансируемой Программы стратегического развития и поднявшему лабораторию на новый уровень.
Именно благодаря этому потенциалу лаборатория АлтГУ в сотрудничестве с селекционерами Алтайского научно-исследовательского института сельского хозяйства работает над выведением более устойчивых к погодным условиям урожайных сортов зерновых культур.
Сегодня большинство ученых-селекционеров сходятся во мнении, что в каждой почвенно-климатической зоне — и Алтайский край здесь не исключение — должны использоваться одновременно взаимодополняющие сорта пшеницы разных групп спелости: среднеранние, среднеспелые и среднепоздние. Но выведение нового сорта методами классической селекции — высокозатратный и долгий процесс, занимающий, как правило, от 10 до 15 лет. Поэтому во всем мире в селекционных программах все шире используются методы экспериментальной гаплоидии, которые позволяют быстро создать гомозиготные дигаплоидные линии на основе гибридов ранних поколений. Эти методы значительно ускоряют селекционный процесс, а полученный материал соответствует международным требованиям по однородности и стабильности.
В Лаборатории биотехнологии растений АлтГУ отрабатываются способы получения дигаплоидных линий мягкой пшеницы на основе двух методов: культуры пыльников и эмбриокультуры. Сейчас ученые университета работают с десятками форм озимой и яровой мягкой пшеницы, сортами твердой пшеницы и тритикале (это пшенично-ржаной гибрид). А при условии круглогодичного получения материала пыльников АлтГУ готов разрабатывать для селекционеров несколько сотен линий ежегодно.
Коллектив лаборатории успешно работает в направлении микроклонального размножения картофеля, позволяющего получить семенной материал принципиально более высоких качественных характеристик.
Это направление работы ученых АлтГУ стало актуальным и в связи с тем, что в 2012 году, по данным Россельхознадзора по Алтайскому краю, на территорию региона был ввезен из Казахстана семенной картофель, пораженный бурой гнилью — одной из опаснейших болезней данной культуры. Решить эту проблему, по мнению специалистов, можно, купив здоровый посадочный материал, — его и получают с использованием методов биотехнологии. В данном случае ученые университета не выводят новые сорта картофеля, а освобождают известные от всех вредителей и болезней.
Лаборатория АлтГУ занимается и разработкой биотехнологии садовых культур. По этому направлению работы она сотрудничает с Научно-исследовательским институтом садоводства Сибири имени М.А.Лисавенко. Так, в 2013 году микроклонально были размножены и переданы для закладки маточных насаждений селекционерам института саженцы с закрытой корневой системой сирени, ириса сибирского и ириса мечевидного, земляники. А с Ботаническим садом-институтом Уфимского научного центра РАН — любисток лекарственный. С Центральным сибирским ботаническим садом Новосибирска лаборатория работает по мелколуковичным растениям, таким медленно размножающимся видам, как пушкиния и хеонадокса, а с Институтом биологии Уфимского центра РАН отрабатывает способы получения дигаплоидных линий пшеницы на основе метода культуры пыльников.
Помимо этого, Лаборатория биотехнологии растений АлтГУ на основании договора сотрудничает с коллегами из Приднестровского государственного университета им. Т.Г.Шевченко (Приднестровской Молдавской Республики), Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока Россельхозакадемии (Саратов), Саратовского аграрного университета им. Н.И.Вавилова.
Научные результаты, полученные в лаборатории, активно внедряются в учебный процесс университета. В частности, проводятся практические занятия по дисциплинам “Основы биотехнологии” у бакалавров и “Биотехнология растений” у магистрантов. Магистранты изучают влияние на культуру тканей стимуляторов растительного происхождения, полученных на химическом факультете, отрабатывают элементы микроклонального размножения растений, определяют содержание биологически активных веществ у лекарственных растений в культуре in vitro, осваивают методики приготовления гистологических препаратов, участвуют в научных программах и хоздоговорных проектах.
Разработанные Лабораторией биотехнологии растений АлтГУ проекты были включены в краевую программу “Развитие биотехнологий в Алтайском крае на 2014-2020 годы”: “Разработка биотехнологий создания селекционного материала пшеницы для Алтайского края”, “Разработка биотехнологий для сохранения и воспроизводства лекарственных растительных ресурсов, редких и исчезающих видов растений in vitro”. В связи с этим в Минпромторг РФ направлен тизер проекта “Создание Алтайского научно-производственного комбината биотехнологии растений “Зеленая биотехнология”.
Одна из основных задач Алтайского центра прикладной биотехнологии — развитие не только его научно-технического потенциала, но и производственного. И как следствие этого — получение здорового посадочного материала овощных, лекарственных, плодово-ягодных, декоративных и лесных культур на основе биотехнологий, разведение отечественных сортов зерновых и других ценных сельскохозяйственных культур.
Алексей КОЗЕРЛЫГА
Фотоснимки предоставлены
Лабораторией биотехнологии растений АлтГУ
Нет комментариев