Школьники с направления «Природоподобные и нейротехнологии» программы «Большие вызовы» почти закончили создание уникального биопрепарата, способствующего повышению урожайности бобовых культур. Такие важные сельскохозяйственные культуры, как соя, горох и люцерна, богаты белком и широко применяются в животноводстве. Использование нового препарата обеспечит рост объёмов сырья и улучшит показатели производимой продукции, что приведёт к снижению себестоимости производства молока, мяса и сыра. Разрабатывают инновационное средство учащиеся под руководством ведущих экспертов Курчатовского института.
Сам биопрепарат представляет собой зерно люцерны, покрытое специальной минеральной оболочкой из доломита, содержащей полезные бактерии. После посева семян оболочка растворяется, освобождая ризобию — микроорганизм, который живёт в симбиозе с корневыми системами растений, улучшая их способность поглощать азот из атмосферы.
«Растениям тяжело преобразовывать азот напрямую из воздуха или почвы в удобоваримую форму — аммоний. Поэтому бактерии помогают семенам не только получить необходимый для роста элемент, но и облегчают его усвоение. Получившийся биопрепарат сможет приобрести любой фермер и, посадив обработанное таким образом семя, получит качественные урожаи с высокой продуктивностью. Мне очень интересно работать над этим проектом, наша команда каждый день сталкивается с новой увлекательной задачей. На программе я переосмыслила свои карьерные устремления и теперь хочу заняться биоэкономикой параллельно с биотехнологией, создавая тесную связь этих областей науки», — поделилась впечатлениями школьница из Московской области Арина Комахина.
Куратором проекта выступил ведущий эксперт-наставник Курчатовского института Дмитрий Лобанов. Под его руководством ребята углублённо изучили ключевые науки: микробиологию, биоэкономику, генетику, физиологию и биотехнологию. Микробиология помогла разобраться в особенностях взаимодействия бактерий и растений, ботаника дала понимание физиологических процессов, происходящих внутри растений, а биотехнология пояснила как использовать существующие механизмы симбиоза в промышленных масштабах.
«Участники проекта успешно провели выделение нужных бактерий из естественных источников, создали собственный прототип биореактора для выращивания бактериальной массы и разработали уникальную технологию покрытия семян защитной оболочкой. Затем следует соединение выращенной бактериальной массы с материалом-носителем, превращение её в порошкообразную форму и нанесение на поверхность семян. Итогом проекта станет получение экспериментальных образцов биопрепарата, готового к испытательным работам», — рассказал о деятельности команды школьников лаборант-исследователь Национального исследовательского центра Курчатовского института Сергей Валиуллин.
.jpg)
Помимо основного направления, в процессе подготовки ребята освоили методы микроклонального размножения растений, что позволило создавать генетически однородные образцы для тестирования препаратов.
«Техника работы с оборудованием знакома мне давно, но методы клонирования растений оказались совершенно новыми и крайне любопытными. Наш проект очень важен для сохранения экологической чистоты планеты. Фермеры часто используют огромное количество азотных удобрений, загрязняющих природу и приводящих к экономическим потерям. Наша разработка позволит сократить потребление химикатов, снизив ущерб экологии и облегчив финансовое положение фермерских хозяйств», — пояснила участница команды из Санкт-Петербурга Анастасия Дронова.
По замыслу школьников, внедрение новых технологий поможет снизить нагрузку на окружающую среду, минимизировать необходимость внесения минеральных удобрений и улучшит экологическую устойчивость агропромышленного комплекса. В будущем новый биопрепарат ждут микрополевые испытания и последующая адаптация решения для массового внедрения в сельском хозяйстве.
