В Сириусе на программе «Большие вызовы» участники направления «Агропромышленные и биотехнологии» работают над созданием новых линий рапса с помощью технологии удвоенных гаплоидов. Суть метода в том, что из отдельных микроспор — мельчайших репродуктивных клеток растения — в лаборатории выращивают полноценные растения, у которых нужные признаки фиксируются уже в первом поколении. За счёт этого селекционный цикл удаётся сократить в разы: если классическая селекция занимает 10–12 лет (6–8 поколений), то современная технология позволяет достичь результата намного быстрее.
В качестве исходного материала команда исследует коллекцию линий рапса, среди которых могут быть образцы с повышенной устойчивостью к киле, одному из наиболее опасных заболеваний культуры. Цель проекта — создать линии, устойчивые сразу к нескольким патогенам: киле, белой ржавчине и настоящей мучнистой росе. Для этого команда отрабатывает методику получения удвоенных гаплоидов и проводит молекулярно‑генетическую характеристику линий.
Как поясняет руководитель проекта, научный сотрудник Центра развития образования «Интеграция» Михаил Пчелинцев, исследование проводится поэтапно. Сначала с помощью биоинформатического анализа определяют перспективные гены и участки генома, которые могут быть связаны с устойчивостью рапса к заболеваниям. Затем отбирают исходные растения для получения дигаплоидных линий и проводят их молекулярную паспортизацию. С помощью полимеразной цепной реакции специалисты выявляют генетические варианты и маркеры, связанные с устойчивостью к заболеваниям и хозяйственно ценными признаками. По результатам анализа отбирают наиболее перспективные линии для дальнейшего выращивания и селекционной работы.
Масштаб исследований впечатляет: всего за две недели работы над проектом школьники вместе с наставниками выделили более 150 образцов ДНК. Для анализа каждого из них используют шесть праймерных систем — так удаётся охватить множество генов‑кандидатов и отобрать из них те, которые обеспечат комплексную устойчивость культуры. На данный момент ПЦР‑анализ проведён почти по всем линиям.
В завершении проекта команда представит результаты паспортизации и план дальнейшей селекции.
«Для меня очень полезно было освоить методы молекулярной биологии: в будущем я хочу продолжить образование именно по этому профилю. Мои личные проекты посвящены изучению водорослей, и мне было бы интересно развиваться в этом направлении. Поэтому практические занятия на программе оказались очень полезными и стали для меня самыми запоминающимися», — говорит участница проекта Елизавета Подунай из Крыма.
.JPG)
Артём Стаценко из Ставропольского края участвует в конкурсе «Большие вызовы» третий год и впервые прошёл на программу.
«Я очень хотел оказаться в среде единомышленников, поэтому много работал, чтобы попасть на программу. С самого детства я увлекаюсь биологией, и у меня рано появилась мечта стать учёным. К тому же, я родился и вырос в аграрном регионе, поэтому выбранное направление мне особенно близко и интересно. Биотехнологии — очень перспективная отрасль в современном мире, и здорово прикоснуться к ней ещё в школьные годы. Нам дают возможность проводить лабораторные работы, которыми обычно занимаются студенты: изучить и попробовать всё своими руками уже сейчас. Это очень ценно», — говорит Артём.
Марина Лазарева из Новосибирской области полюбила биологию благодаря учителю, который преподавал предмет в пятом классе, и стала ходить на дополнительные занятия. Начинала с простых проектов — например, изучала характеристики комнатных растений. Постепенно, шаг за шагом, она всё сильнее увлекалась наукой.
«Это очень интересное направление для дальнейшей реализации. Я планирую продолжить обучение по молекулярной биологии — это одно из ключевых направлений моего развития. Мне очень нравится работать с фитопатогенами. Моя индивидуальная исследовательская работа была посвящена подбору тест‑системы для детекции фитопатогена картофеля, и нынешний проект созвучен моим интересам», — говорит Марина.
Итогом работы станет система паспортизации рапса — подробный генетический профиль линий, который позволит целенаправленно выводить чистые сорта, устойчивые к болезням и гербицидам. Проект реализуется при участии Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в партнёрстве с Центром развития образования «Интеграция» и Тимирязевской академией. Это реальное исследование, к которому привлекли участников образовательной программы. В рамках федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства Минсельхоз совместно с РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева реализует проекты по ускоренной селекции рапса. Учёные используют технологию удвоенных гаплоидов и молекулярные маркеры для ускоренного получения и отбора линий, устойчивых к заболеваниям. Проект команды расширяет это направление за счёт биоинформатического поиска генетических факторов устойчивости к белой ржавчине и настоящей мучнистой росе.
По результатам проектной работы на «Больших вызовах» планируется публикация научной статьи, соавторами которой выступят школьники — участники проекта.
