Агропромышленные и биотехнологии

Сельское хозяйство — это ключевая отрасль мировой экономики, которая обеспечивает население едой. Россия богата землями, а это значит, что мы легко можем обеспечить себя продовольствием. Однако и проблем в сельском хозяйстве достаточно. С помощью новейших технологий исследователи находят ответы на множество насущных вопросов:

– Как вдохнуть жизнь в отработавшие и уставшие почвы?
– Как повысить урожайность любых ценных культур, а в самих культурах – содержание полезных и питательных веществ?
– Как защитить растения от болезней, вредителей, засухи и наводнений?
– Как сберечь урожай во время долгого зимнего хранения?
– Как выращивать продукцию на городских фермах?

Отвечая на вызовы, мы возлагаем большие надежды на новые технологии, в том числе для изучения процессов на клеточном и молекулярном уровне, беспилотный транспорт. Последние позволяют обрабатывать поля и собирать урожай автоматически, поливать растения выверенным количеством воды в зависимости от температуры, влажности и стадии роста растений, вносить оптимальное количество удобрений. Беспилотные летательные аппараты смогут удобрять почву и следить за полями. Умные информационные системы подскаж, какие культуры выгоднее выращивать в данном климате и почвах, а также подберут идеальное время посева и сбора урожая.

Продукция сельского хозяйства, прошедшая длинный путь промышленной обработки, попадает к нам на стол. Качество этой пищи — ключевой вопрос продовольственной безопасности. Поэтому необходимы простые диагностические системы и тесты, которые позволят быстро оценить качество продуктов питания. И это еще одно огромное поле для исследований и творчества. Например, участники конкурса могут исследовать параметры роста растений (скорость прохождения стадий, прирост массы, увеличение размера) и факторы, влияющие на него, а после предложить и в эксперименте опробовать условия, при которых томаты и огурцы максимально быстро растут и плодоносят дома, в помещении.

1. Закономерности накопления биологически активных веществ в Краснодарском чае
2. «Цветной» ВИР: изучаем антоцианы для здорового питания
3. Розы для субтропиков: генотипирование, фенотипирование и изучение адаптационного потенциала
4. Анализ видового разнообразия и молекулярно-генетических особенностей бактерий рода Azotobacter в почвах Краснодарского края
5. Метод повышение уровня экспрессии рекомбинантных белков на примере интерлейкина 1 бета
6. Комплексное изучение редких и исчезающих видов растений биотехнологические и молекулярно-генетические аспекты

Описание проектов

1. Закономерности накопления биологически активных веществ в Краснодарском чае

Руководитель проекта: Белоус О.Г.

Аннотация: Исследования направлены на анализ основных БАВ, составляющих пищевую значимость чая, выращиваемого и производимого на территории Краснодарского края. В ходе исследований планируется определять содержание основных флавоноидов (теафлавинов, теарубигинов, антоцианов), аскорбиновой кислоты и полифенолов в готовом чае. В итоге будет определена пищевая ценность напитка в зависимости от технологического процесса переработки чайного сырья. 

Партнер проекта: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур»

2. «Цветной» ВИР: изучаем антоцианы для здорового питания

Руководители проекта: Крылова Е.А., Михайлова А.С.

Аннотация: Здоровый образ жизни — один из главных трендов развития современного общества. При употреблении продуктов, богатых антиоксидантами, значительно уменьшаются риски развития сердечно-сосудистых, онкологических и возрастных нейроденегеративных заболеваний. Сильными антиоксидантами являются антоцианы, которые не только придают растениям яркую окраску, но и защищают их от абиотических факторов.

В данном проекте с использованием современных молекулярно-генетических подходов планируется анализ генов биосинтеза антоцианов у одного из представителей семейства бобовые. Полученные в ходе выполнения проекта результаты будут являться основой для дальнейшей ускоренной селекции сортов с повышенной диетической и пищевой ценностью.

Партнер проекта: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И.Вавилова»

3. Розы для субтропиков: генотипирование, фенотипирование и изучение адаптационного потенциала

Руководители проекта: Зыкова В.К., Кривошеев Д.М.

Аннотация: Садовые розы — одни из самых популярных и любимых декоративных растений во всем мире, но для озеленения стоит исользовать только те генотипы, требования и особенности которых соответствуют конкретным почвенно-климатическим условиям района выращивания и позволяют максимально реализовать потенциал декоративности и устойчивости к биотическим и абиотическим факторам. В рамках проекта будет проведено изучение ряда фенотипических и молекулярно-генетических параметров 25 сортов садовых роз. Также участники познакомятся с задачами и методами селекционной работы по созданию новых сортов роз, в основе подбора материала для которой лежит идентификация генотипов и выявление степени их родства. 

Партнеры проекта: государственное бюджетное учреждение республики Крым «Ордена трудового красного знамени Никитский ботанический сад – Национальный научный центр», общество с ограниченной ответственностью «Генотек»

4. Анализ видового разнообразия и молекулярно-генетических особенностей бактерий рода Azotobacter в почвах Краснодарского края

Руководители проекта: Смирнова Н.В., Парамоник А.П.

Аннотация: Азотфиксирующие бактерии играют важную роль в агроэкосистемах. Видовой состав этих бактерий, а также особенности генов фиксации азота пока изучены недостаточно. Результаты реализации проекта помогут разработать основу биологически активных препаратов, имеющих важное значение для сельского хозяйства. Участники проекта соберут образцы почвы в различных точках Краснодарского края, привезут образцы почвы из своих регионов, а также проанализируют азотфиксаторов из коллекции, собранной «Охотниками за микробами» в 2019-2021 году. В результате реализации проекта будет проведен анализ видового состава бактерий (ПЦР и секвенирование), а также анализ генов фиксации азота. Будут построены филогенетические деревья по генам 28S рРНК и ферментов нитрогеназ, предложены и апробированы способы определения эффективности азотфиксации бактерий в условиях лаборатории.

Партнеры проекта: Институт химической биологии и фундаментальной медицины и Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения Российской академии наук

5. Метод повышение уровня экспрессии рекомбинантных белков на примере интерлейкина 1 бета

Руководители проекта: Пискунов А.А., Сауткина Е.Н.

Аннотация: Проект представляет собой моделирование ключевых этапов получения рекомбинантного белка в экспрессионной системе E. coli, использующихся в современной биотехнологии. В ходе проекта участники освоят:

– Методы работы с ДНК (рестрикция, лигирование, клонирование и электрофорез ДНК);
– Методы работы с E. coli (трансформация, культивирование и управление биосинтезом целевого белка);
– Методы очистки и анализа белков (хроматография и электрофорез).

Программа предполагает практическое освоение методов и получение теоретических знаний по всем методам и процессам проекта. 

Партнер проекта: акционерное общество «ГЕНЕРИУМ»

6. Комплексное изучение редких и исчезающих видов растений биотехнологические и молекулярно-генетические аспекты

Руководитель проекта: Коротков О.И.

Аннотация: Сохранение редких и исчезающих видов растений является важной задачей. Для создания генетических банков используют методы микроклонального размножения. Для идентификации отдельных генотипов и оценки их родства используют молекулярно-генетические маркеры. Проект направле на описание генетического разнообразия редких и ценных видов растительных ресурсов России на основе использования генетических маркеров с целью оптимизации стратегий сохранения этих видов in situ и ex situ, а также с целью построения их естественных таксономических систематик. 

Партнер проекта: ОАНО «Лицей «Сириус»